锈钢、玻璃等硬质材料，则需用浸有二氯甲烷的纱布反复擦拭其吸附表面，使吸附材料表面吸附的SVOC都转移至纱布中，再将纱布放入索氏提取器中；
[0023]2.2)往索氏提取器中加60?10mL 二氯甲烧，在70°C下萃取6?12小时，将吸附材料(或纱布)中的SVOC分离至二氯甲烷溶液中；或用超声萃取法得到萃取液；
[0024]2.3)用旋转蒸发仪浓缩萃取液至0.5?25mL，取100 μ L浓缩液作为样品至色谱进样瓶中；启动气相色谱仪，分析该样品中SVOC浓度；将该样品中SVOC浓度乘以浓缩液的体积，即得到该吸附材料中SVOC的吸附量(萃取溶液浓缩的最终体积视具体情况而定，SVOC在浓缩液中的浓度需处于气相色谱仪的标线范围内，每种SVOC使用气相色谱仪分析的方法可能不同，可查阅相关手册)；
[0025]3)重复步骤2);以此类推，总共重复步骤2)完成4?5次取样，(也即总共完成5?6次取样过程);
[0026]4)对步骤2)和3)测得的不同时间吸附材料中SVOC的吸附量进行初步分析，采取以下三种情形进一步处理:
[0027]4.1)若SVOC的吸附量基本不随取样时间变化(表明SVOC的吸附过程在I天以内已达到(或趋于)平衡)，则将取样时间缩短为上次取样时间的1/20?1/10 ( 一般设为I?2小时)，重复步骤I)?步骤3)；
[0028]4.2)若SVOC的吸附量随取样时间增长而增长，但SVOC吸附量的增长趋势已明显慢于取样时间的增长趋势(例如取样时间增长2倍，而吸附量只增长了 I倍)，则结束取样，进入步骤5);
[0029]4.3)若SVOC的吸附量随取样时间是线性增长的(表明此类SVOC的吸附特性很强)，则将取样时间加长为上次取样时间的5?10倍(一般设为5?10天)，重复步骤I)?步骤3)；
[0030]5)用理论公式对测试结果(吸附材料在不同吸附时间对应的吸附量)进行非线性拟合，得到分配系数K (非线性拟合可用Origin、lstOpt、Matlab等软件工具完成)；根据不同情况非线性拟合所使用的理论公式有两种:
[0031]5.1)如果吸附材料不可渗透(例如不锈钢、玻璃等，也即SVOC只会富集在吸附材料表面)，采用的理论公式为= 2办/(1-,*)，解得分配系数K1;其中，M是吸附材料上SVOC的吸附量，由实验得到^是分配系数，单位为m ;y C1是吸附材料表面空气层中SVOC的浓度，对于SVOC散发源的％通常可认为是常数;A是吸附材料一侧的吸附表面积(注意不是吸附材料表面积，对于装置实施例A= *42cm2)山是SVOC的扩散距离(在本装置中即为分离圆环的厚度)；Da是空气中SVOCs的扩散系数，对各类SVOC其可由经验公式算得；(理论公式中，仅参数K和ytl未知，其他参数已知。因此，只需根据实验数据进行拟合，即可解出未知参数K和yQ)
[0032]5.2)如果吸附材料对SVOC可渗透(例如衣服、纸张、混凝土等)，在不考虑吸附材料内部扩散的情形下，采用的理论公式为= 2Κ7(ιΑ(1(1-θ?κ)，解得分配系数K2;其中，d为吸附材料厚度的一半；K2是分配系数，为无量纲参数；其余参数的意义与情形I) 一样。
[0033]上述方法使用过的装置，用溶剂(如二氯甲烷)将分离圆环上面的SVOC清洗后，可用于下一次实验，实现不断重复利用。
【主权项】
1.一种快速测定半挥发性有机物(SVOC)吸附特性的装置，其特征在于，该装置包括两个固定板、两块散发源材料、两个分离圆环和吸附材料四种部件；结构上下对称，吸附材料位于中央，吸附材料的上下从内到外分别为一个分离圆环、一块散发源和一个固定板，各部件相互紧密相连形成密闭实验舱；分离圆环将散发源和吸附材料隔开，并在圆环内部营造密闭静止的吸附环境；散发源的散发面积与吸附材料的吸附面积相等，分离圆环的厚度与内径之比〈0.025，以确保散发源的散发面积或吸附材料的吸附面积与分离圆环内壁的表面积之比>10。2.一种采用如权利要求1所述装置的快速测定半挥发性有机物吸附特性的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤: 1)同时组装数个完全相同的上述装置作为测试装置，装置组装好后立刻置于恒温恒湿环境中； 2)经过设定的取样时间后从恒温恒湿环境中取出2?3个测试装置，再从各测试装置中取出吸附材料，采用萃取的方法分析吸附材料中SVOC的吸附量，完成一次吸附材料中SVOC的吸附量的取样，得到该吸附材料中SVOC的吸附量； 3)重复步骤2);以此类推，重复步骤2)完成5?6次取样过程，得到各次取样吸附材料中SVOC的吸附量； 4)对步骤2)和3)测得的不同时间吸附材料中SVOC的吸附量进行初步分析，得到吸附材料在不同吸附时间对应的吸附量； 5)用理论公式对吸附材料在不同吸附时间对应的吸附量进行非线性拟合，得到分配系数K。3.如权利要求2所述方法，其特征在于，所述步骤2)萃取的具体操作为: 2.1)若吸附材料为可折叠材料，直接将吸附材料放入索氏提取器中；若吸附材料为可粉碎材料，则将其粉碎后用不含SVOC的纱布包裹再放入索氏提取器中；若吸附材料为硬质材料，则用浸有二氯甲烷的纱布反复擦拭其吸附表面，使吸附材料表面吸附的SVOC都转移至纱布中，再将纱布放入索氏提取器中； 2.2)往索氏提取器中加60?10mL 二氯甲烷，在70°C下萃取6?12小时，将吸附材料中的SVOC分离至二氯甲烷溶液中；或用超声萃取法得到萃取液； 2.3)用旋转蒸发仪浓缩萃取液至0.5?25mL，取100 μ L浓缩液作为样品至色谱进样瓶中；启动气相色谱仪，分析该样品中SVOC浓度；将该样品中SVOC浓度乘以浓缩液的体积，即得到该吸附材料中SVOC的吸附量。4.如权利要求2所述方法，其特征在于，所述步骤2)采取以下三种情形进一步处理: 4.1)若SVOC的吸附量基本不随取样时间变化，则将取样时间缩短为上次取样时间的1/20?1/10，重复步骤I)?步骤3)； 4.2)若SVOC的吸附量随取样时间增长而增长，但SVOC吸附量的增长趋势已明显慢于取样时间的增长趋势，则结束取样，进入步骤5); 4.3)若SVOC的吸附量随取样时间是线性增长的，则将取样时间加长为上次取样时间的5?10倍，重复步骤I)?步骤3)。5.如权利要求2所述方法，其特征在于，所述步骤2)所述理论公式有两种: 5.1)如果吸附材料不可渗透材料，采用的理论公式为:Μ = 2Κ7(ιΑ(1-^/??)，解得分配系数K1;其中，M是吸附材料上SVOC的吸附量，由实验得到A1是分配系数，单位为m ;y ^是吸附材料表面空气层中SVOC的浓度，对于SVOC散发源的％通常可认为是常数;A是吸附材料一侧的表面积山是SVOC的扩散距离；Da是空气中SVOCs的扩散系数，对各类SVOC其可由经验公式算得； 5.2)如果吸附材料对SVOC可渗透材料，在不考虑吸附材料内部扩散的情形下，采用的理论公式为= 2Κ7(ιΑ(1(1-θ—)，解得分配系数K2;其中，d为吸附材料厚度的一半；K2是分配系数，为无量纲参数。
【专利摘要】本发明涉及一种快速测定半挥发性有机物吸附特性的装置及方法，属于半挥发性有机物物理性质检测领域。该装置包括两个固定板、两块散发源材料、两个分离圆环和吸附材料四种部件；结构上下对称，吸附材料位于中央，吸附材料的上下从内到外分别为一个分离圆环、一块散发源和一个固定板，各部件相互紧密相连形成密闭实验舱；分离圆环将散发源和吸附材料隔开，并在圆环内部营造密闭静止的吸附环境。使用本发明对半挥发性有机物吸附特性参数分配系数K进行测定，无需等到吸附达到平衡、无需对空气中的半挥发性有机物浓度进行测量，同时，可以忽略装置内壁吸附对实验结果带来的影响。因而，使用本装置，可以快速、准确地测定半挥发性有机物的吸附特性。
【IPC分类】G01N33/00
【公开号】CN104914218
【申请号】CN201510320186
【发明人】曹建平, 张寅平, 罗家俊
【申请人】清华大学
【公开日】2015年9月16日
【申请日】2015年6月11日