[发明专利]一种用于在线质谱中实时分析多环芳烃样品的进样装置

说明书

技术领域

本发明涉及飞行时间质谱，具体的说是一种有机物在线检测飞行时间质谱仪的进样装置，是将飞行时间质谱仪进样管路全程加热保温，在较高的温度条件下以气体的形式直接进样，在线检测、实时分析多环芳烃等高沸点的气体样品的装置。

背景技术

能源和环境问题是当今人类社会面临的两大严峻考验，如何合理有效的利用能源、保护环境是目前世界各国竞相研究的重大课题。废弃物的资源化利用是一个既能缓解能源问题，又有效降低环境污染的重要举措，但在废弃物资源化利用过程中持久性有机污染物的二次污染是必须解决的首要问题。多环芳烃(Polycyclic Aromatic Hydrocarbons PAHs)是废弃物资源化利用过程中产生的一类重要的环境和食品污染物，主要是由各种矿物燃料(如煤、石油等)、木材、烟草，以及其他有机高分子化合物不完全燃烧时产生的挥发性、半挥发性碳氢化合物。现已发现的200多种PAHs有相当部分具有致癌性，对环境和人类危害极大。同时，PAHs中的氯代芳香烃还是产生被称为“世纪之毒”的二噁英物质的重要中间体，其可作为二噁英物质实时监控的指示物。鉴于此，环境中PAHs的检测对于废弃物资源化的合理利用和环境污染的监测与控制具有十分重要的意义。

环境样品中PAHs的测定方法主要有：气相色谱法、气相色谱/质谱法、高效液相色谱法等。通常，这些离线的方法都需要复杂的样品采集及预处理过程，如吸附、冷凝、索式抽提、蒸发、浓缩等，整个过程需要几到几十个小时[文献1：尤孝方，李晓东等.商用垃圾流化床焚烧炉多环芳烃排放的环境评价.环境科学学报，第23卷，第2期，2003年3月。文献2：周宏仓，金保升等.三种煤的部分气化生成多环芳烃的试验研究.中国电机工程学报，第25卷，第2期，2005年1月]。为提高检测效率，黄秋明和杨韬[文献3：黄秋明，杨韬.用气相色谱法连续检测空气中有机污染物的方法.中国发明专利，CN 1336545A，2002年2月20日]发明了一种用气相色谱法连续监测空气中有机污染物的方法，该方法自动化程度高，能够将采样、富集、解析、进样、分析连续的自动完成，但是这种方法分析一种样品的一个周期需要45分钟，同样不适于环境污染快速响应以及实时监控。

飞行时间质谱(TOF-MS)具有微秒级的快速检测速度、高灵敏度，以及一次扫描即得全谱的优点，使其在环境样品的在线检测、实时分析方面具有与生俱来的优势。但是，PAHs中有相当一部分是高沸点的半挥发性有机物，如表1中所示：

表1.部分PAHs熔、沸点数据

  中文名称 英文名称  分子式  熔点/℃  沸点/℃  萘 Naphthalene  C₁₀H₈  80  218