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几种VOC检测技术的分析对比
ofweekmall | 2019-03-04 09:02:47    阅读:57   发布文章

VOCs在室内外的环境空气中普遍存在,在室外主要来源于石油化工、交通运输、自然燃料燃烧等产生的工业废气、溶剂挥发、汽车尾气、光化学污染以及二次反应产物等;而室内则主要来源于建筑和家居装饰装修材料如乳胶漆、墙纸、粘结剂等,以及家用电器、自燃煤气和烹调等。在评估室内空气质量时,VOC是一个重要的检测指标。因此未来室内空气质量评估中,对VOC监测的需求也会越来越多

目前,VOC监测技术主要可分为四大类:传感器技术、色谱技术、质谱技术、光谱技术。

传感器技术:又分为为半导体传感器和传感器PID、FID;PID传感器对烷烃响应低;FID传感器对碳氢响应灵敏;两者监测精度均可达PPb,但无法区分VOC种类;常用于危险区域报警、室内环境空气监测;而半导体传感器方面:市面上可以买到的金属氧化物传感器一般是基于n型金属氧化物:SnO2或WO3。由于基础电阻较小,这类n型传感器易于生产,且可在较低的温度工作,但他们存在以下三个问题:基线漂移,多湿度敏感,对气体产生负响应。

色谱技术:通过色谱柱分离可对VOC总量及特征组分进行测量;但分析周期长;一般用于固定污染源在线监测;

质谱技术:灵敏度高(ppt)、响应时间短、测量组分多、无需标定;但价格相对比较昂贵;一般用于实验室、医院、环境应急/溯源监测;

光谱技术:常用技术有FTIR、DOAS、TDLAS;响应速度快,一般用于区域环境空气监测/污染源监测。

常用分析方法的比较

分析技术应用监测对象技术特点分析
PIDTHC、TVOCs检测器体积小、无需辅助气,常用于现场、室内空气监测、应急监测、危险/泄露气体预警;
FIDTHC、TVOCs、NMTHC对THC响应灵敏、线性范围宽、使用方便,但烟气中O2、H2O会对有机物造成干扰
GC(FID/PID/MS)THC、TVOCs、NMTHC、VOCs灵敏度高、选择性强、多组分同时测定,样品分析周期长,响应速度慢
FTIRVOCs技术成熟,多种VOCs可同时监测,现场测定周期短,响应时间快,灵敏度低,光学器件维护成本高
DOASVOCs(苯系物)技术成熟,多组分可同时测定,无需预处理,响应快,但灵敏度低、主要用于监测苯系物

本文重点对传感器技术检测VOC重点分析:

市面上可以买到的金属氧化物传感器一般是基于n型金属氧化物:SnO2或WO3。由于基础电阻较小,这类n型传感器易于生产,且可在较低的温度工作,但他们存在以下三个问题:基线漂移,多湿度敏感,对气体产生负响应。

而现在Alphasense推出了一种新型金属氧化物气体传感器。P型半导体VOC传感器VOC-MF1,VOC-PF1,VOC-AF1:

VOC传感器VOC-MF1,VOC-PF1,VOC-AF1为宽带总挥发性有机物(Total VOC)探测器。当考虑到PID的成本问题时,可用本VOC气体传感器来检测10~50ppb的VOC,具体取决于VOC种类,例如甲醛,甲苯等VOC气体。与常见的n型传感器不同,本金属氧化物传感器的动态范围大、响应可重复、受湿度影响小,并且遇大多数VOC电阻会上升。通过简单的电气线路可将电阻的改变转换成输出电压。尽管传感器可在恒温/恒压模式下运行,但传感器在400℃(感应温度)~525℃(重置温度)之间循环时响应最佳。

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