一種VOCs萃取多孔膜制造技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)公開一種VOCs萃取多孔膜包括：多孔膜以及覆于多孔膜表面的聚甲基硅氧烷復(fù)合層。聚甲基硅氧烷修飾多孔復(fù)合膜可將樣品與膜萃取流路隔開，并萃取樣品中的VOCs組分，后續(xù)直接聯(lián)用VOCs分離檢測(cè)裝置。可有效減少VOCs在硅膠管材上的吸附殘留、以及水汽在多孔膜上的大量滲透。并且避免樣品中的顆粒、水汽對(duì)后續(xù)VOCs吸附捕集、分離檢測(cè)等過程干擾，提高分析系統(tǒng)穩(wěn)定性。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
一種VOCs萃取多孔膜
本專利技術(shù)涉及揮發(fā)性有機(jī)物(VOCs)萃取用的多孔膜，尤其涉及經(jīng)表面修飾的復(fù)合膜。
技術(shù)介紹
水體、大氣、土壤中的揮發(fā)性有機(jī)物(VOCs)都是痕量或者是超痕量的，對(duì)其直接測(cè)定極其困難，因此必須選擇合適的樣品前處理方法對(duì)VOCs進(jìn)行分離富集。目前，絕大多數(shù)VOCs萃取方法，包括固相萃取、固相微萃取(如吸附攪拌棒、萃取纖維針、固相萃取膜)、液相萃取、液相微萃取(如單滴微萃取、中空纖維膜液相微萃取、分散液液微萃取)，都很難滿足VOCs在線、自動(dòng)、連續(xù)監(jiān)測(cè)需求。對(duì)于水體樣品，在線吹掃-捕集是目前較為可靠的在線VOCs分析方法，但裝置復(fù)雜、系統(tǒng)記憶效應(yīng)嚴(yán)重、價(jià)格昂貴；對(duì)于大氣樣品，吸附劑捕集方法應(yīng)用廣泛，但顆粒、水汽等干擾嚴(yán)重；對(duì)于土壤樣品，頂空分析較為成熟，但靈敏度有待提高。近年來，膜萃取-捕集技術(shù)裝置相對(duì)簡(jiǎn)單、價(jià)格較低，被寄予厚望。目前VOCs萃取膜存在明顯缺陷：(1)聚合物類中空纖維膜的水蒸汽滲透量太大，對(duì)后續(xù)吸附劑、色譜固定相、檢測(cè)器的破壞作用較大，整個(gè)分析系統(tǒng)的穩(wěn)定性不好；(2)橡膠類中空管材，對(duì)VOCs吸附殘留嚴(yán)重，難以清洗凈化，容易導(dǎo)致檢測(cè)結(jié)果失真。因此迫切發(fā)展新型VOCs萃取膜材料。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的之一在于提供一種新型的用于VOCs萃取檢測(cè)的VOCs萃取多孔膜，包括：多孔膜以及覆于多孔膜表面的聚甲基硅氧烷復(fù)合層。本專利技術(shù)另一方面的目的在于提供上述VOCs萃取多孔膜的制備方法，所述方法是背壓條件下，在多孔膜外表面涂覆聚甲基硅氧烷溶液后，停止背壓并使聚甲基硅氧烷固化成層。本專利技術(shù)的VOCs萃取多孔膜可將樣品與膜萃取流路隔開，并萃取樣品中的VOCs組分，后續(xù)直接聯(lián)用VOCs分離檢測(cè)裝置。可有效減少VOCs在硅膠管材上的吸附殘留、以及水汽在多孔膜上的大量滲透。并且避免樣品中的顆粒、水汽對(duì)后續(xù)VOCs吸附捕集、分離檢測(cè)等過程干擾，提高分析系統(tǒng)穩(wěn)定性。基于此，本專利技術(shù)再一方面的目的在于提供上述VOCs萃取多孔膜在VOCs吸附捕集、分離檢測(cè)過程中的應(yīng)用。具體地，本專利技術(shù)提供一種揮發(fā)性有機(jī)物的檢測(cè)方法，包括使用所述的VOCs萃取多孔膜對(duì)樣品中的揮發(fā)性有機(jī)物進(jìn)行萃取吸附的步驟；萃取吸附過程中，所述多孔復(fù)合膜一側(cè)接觸樣品，另一側(cè)通載氣。與常規(guī)硅膠管、聚合物中空纖維管相比，本方法制備的VOCs萃取多孔膜，具有以下明顯優(yōu)點(diǎn)：1、商用的硅膠管壁厚度在0.2毫米以上，而聚甲基硅氧烷很薄(0.1-10微米)，因此，VOCs在聚甲基硅氧烷修飾多孔膜上的吸附殘留減少20倍以上。2、商用的聚合物多孔膜，孔徑在100納米以上，水汽可自由大量滲透；修飾聚甲基硅氧烷薄層后，可顯著減少水汽滲透。3、由于水汽滲透減少，可進(jìn)一步提高多孔膜VOCs萃取體系的溫度，從而增加VOCs的萃取量，提高分析方法的靈敏度。4、避免樣品中的顆粒、水汽對(duì)后續(xù)吸附劑捕集、色譜進(jìn)樣、色譜分離與檢測(cè)等過程的干擾，提高整個(gè)VOCs分析系統(tǒng)的長(zhǎng)期穩(wěn)定性。附圖說明本專利技術(shù)附圖1幅：即VOCs萃取分析的氣相色譜譜圖。Agilent6890N氣相色譜，F(xiàn)ID檢測(cè)器，SE-54氣相色譜柱，程序升溫分離。其中，1-氯仿，2-二氯乙烷，3-三氯乙烯，4-甲苯，5-四氯乙烯，6-乙苯，7-氯苯，8-乙烯苯。具體實(shí)施方式本專利技術(shù)首先提供一種VOCs萃取多孔膜，包括：多孔膜以及覆于多孔膜表面的聚甲基硅氧烷復(fù)合層。其中，所述的聚甲基硅氧烷復(fù)合層厚度0.1～10微米。所述的多孔膜的孔徑為10μm～1nm。具體實(shí)施方案中，所述的多孔膜是中空纖維膜、多孔無機(jī)膜或金屬絲網(wǎng)膜。其中尤其以中空纖維膜為優(yōu)選。所述的中空纖維膜可優(yōu)選舉例但不限于聚丙烯中空纖維膜、聚四氟乙烯中空纖維膜、聚偏氟乙烯中空纖維膜；所述的多孔無機(jī)膜可優(yōu)選舉例但不限于陶瓷膜、石英膜或氧化鋁膜；所述的金屬絲網(wǎng)膜可優(yōu)選舉例但不限于多孔鈦篩網(wǎng)膜或不銹鋼篩網(wǎng)膜。另一方面，本專利技術(shù)公開上述復(fù)合膜的制備方法是背壓條件下，在多孔膜外表面涂覆聚甲基硅氧烷溶液后，停止背壓并使聚甲基硅氧烷固化成層。具體的實(shí)施方式中，背壓下，將聚甲基硅氧烷聚合溶液涂覆在多孔膜表面。當(dāng)多孔膜與溶液接觸時(shí)，背壓氣體從孔道向溶液流動(dòng)，阻止涂覆溶液進(jìn)入孔道。當(dāng)多孔膜離開涂覆溶液后，繼續(xù)背壓通氣，除去膜表面掛載多余的聚甲基硅氧烷溶液。然后，停止背壓通氣，膜表面剩余的聚甲基硅氧烷由于其自身良好的流動(dòng)性，會(huì)自發(fā)覆蓋孔道端面，并在多孔膜表面形成均勻薄層。聚甲基硅氧烷涂層的厚度0.1～10微米。涂覆溫度-30℃～50℃，延緩聚甲基硅氧烷的交聯(lián)固化。涂覆背壓0～10大氣壓，阻止聚甲基硅氧烷溶液向多孔的滲透。涂覆方式是刮膜、浸漬、噴涂及各種組合。基于上述本專利技術(shù)的VOCs萃取多孔膜，本專利技術(shù)進(jìn)一步公開一種揮發(fā)性有機(jī)物的檢測(cè)方法，其特征在于包括使用所述的VOCs萃取多孔膜對(duì)樣品中的揮發(fā)性有機(jī)物進(jìn)行萃取吸附的步驟；萃取吸附過程中，所述多孔復(fù)合膜一側(cè)接觸樣品，另一側(cè)通載氣。具體的實(shí)施方式中，所述的多孔復(fù)合膜浸入樣品或樣品的氣氛中，VOCs向膜遷移、吸附、滲透到膜的另一側(cè)，并被載氣帶走，在膜的兩側(cè)形成VOCs濃度梯度。樣品是液體、氣體或固體。樣品溫度在常溫-200℃。載氣一般惰性氣體，優(yōu)選氮?dú)饣蛘吆狻＿M(jìn)一步的應(yīng)用中，在聚甲基硅氧烷修飾多孔膜的VOCs萃取裝置后端，連接VOCs氣體吸附管，待富集一定量VOCs后，加熱吸附管，使VOCs脫附，進(jìn)入色譜、質(zhì)譜或傳感器進(jìn)行分析檢測(cè)。下述非限制性實(shí)施例用于對(duì)本
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
做進(jìn)一步的說明，但不應(yīng)當(dāng)理解為對(duì)本專利技術(shù)任意形式的限制。實(shí)施例1制備聚甲基硅氧烷修飾聚偏氟乙烯中空纖維膜。取1米長(zhǎng)聚乙烯中空纖維膜(內(nèi)徑0.8毫米，外徑1.2毫米，膜厚0.2mm，平均膜孔徑0.15微米)，在內(nèi)孔通入200KPa氮?dú)猓?5℃，浸入道康寧10:1混勻的Sylgard184膠5分鐘，取出水平懸空放置，繼續(xù)背壓通氣20分鐘，并不斷擦去膜外表面多余的膠液。停止背壓通氣，60℃加熱30分鐘使聚甲基硅氧烷完全固化，形成聚甲基硅氧烷修飾聚偏氟乙烯中空纖維膜。實(shí)施例2實(shí)施例1制備的多孔膜用于水中揮發(fā)性有機(jī)物(VOCs)在線萃取分析。將實(shí)施例1制備的多孔膜(30厘米長(zhǎng))一端連上氮?dú)猓硪欢送ㄟ^切換閥連VOCs吸附管。將多孔膜浸入200mL、50ppbVOCs模擬水溶液，3mL/min氮?dú)獯祾撸獨(dú)鈳С鰜淼腣OCs用石墨化炭黑吸附管捕集。20分鐘后，通過熱解析，將吸附管捕集的VOCs脫附，進(jìn)入氣相色譜分離檢測(cè)。VOCs分析結(jié)果如圖1所示。本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種VOCs萃取多孔膜，包括：多孔膜，以及覆于多孔膜表面的聚甲基硅氧烷復(fù)合層。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種VOCs萃取多孔膜，包括：多孔膜，以及覆于多孔膜表面的聚甲基硅氧烷復(fù)合層。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的VOCs萃取多孔膜，其特征在于所述的聚甲基硅氧烷復(fù)合層厚度0.1～10微米。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的VOCs萃取多孔膜，其特征在于所述的多孔膜的孔徑為1nm～10μm。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的VOCs萃取多孔膜，其特征在于所述的多孔膜是中空纖維膜、多孔無機(jī)膜或金屬絲網(wǎng)膜。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的VOCs萃取多孔膜，其特征在于所述的多孔膜選自聚丙烯中空纖維膜、聚四氟乙烯中空纖維膜、聚偏氟乙烯中空纖維膜、陶瓷膜、石英膜、氧化鋁膜，多孔鈦...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：吳大朋，李硯碩，陳晨，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：寧波大學(xué)，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：浙江,33