一种用于苯系和氯代挥发性有机物检测的MIL-101(Cr)填料吸附管的制作方法

本申请涉及挥发性有机物吸附检测，尤其涉及一种用于苯系和氯代挥发性有机物检测的mil-101(cr)填料吸附管。

背景技术：

1、挥发性有机化合物（vocs）是环境空气中的主要污染物之一，也是诱发细颗粒物、臭氧等二次污染物产生的重要前驱体，易造成雾霾和光化学烟雾等大气环境问题。其中，苯系物、卤代烃等vocs组分会损害人体神经系统、免疫系统和内分泌系统，甚至诱发癌变，因此成为了环境空气重点监测的目标物质。

2、目前环境空气中vocs主要通过气袋、苏玛罐和吸附管等方法采样，并结合气相色谱（gc）或气相色谱质谱联用仪（gc-ms）实现定性定量分析。其中吸附管采样法具有采样和运输便捷、灵敏度高和损失率低等优点，在现场检测工作和实验室科学研究中均具有良好的应用前景。目前市售吸附管填装的吸附剂主要为多孔有机聚合物（tenax、chromosob等）、碳吸附剂（活性炭、碳分子筛、石墨化炭黑等）及其复合材料。金属有机骨架（mofs）作为由金属离子和有机配体组装而成的新型多孔材料，具有很高的比表面积和丰富的微孔结构，在气体吸附、分离和催化等方向引发了国内外研究人员的关注。但是目前还未出现将mofs应用于挥发性有机化合物的吸附—热脱附检测领域的相关报道。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种应用于热脱附-气相色谱质谱法检测苯系和氯代挥发性有机物的吸附管。

2、为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

3、一种用于苯系和氯代挥发性有机物检测的mil-101(cr)填料吸附管，mil-101(cr)填料吸附管的一端为气体吸附入口端和热脱附气体出口端，另一端为气体吸附出口端和热脱附吹扫气入口端，气体吸附和热脱附的气流方向相反，金属管状外壳由气体吸附入口端至出口端，内部填装顺序依次为金属塞网、石英棉、mil-101(cr)填料、石英棉、金属塞网和g型卡扣。

4、优选的，金属管状外壳内部两端固定的金属塞网的间距控制为4.5~5.5 cm，并固定气体吸附入口端的金属塞网与外壳凹槽线相抵。

5、优选的，金属管状外壳尺寸为直径1/4英寸×长度3.5英寸，内部装填的mil-101(cr)金属有机骨架填料质量为70~170 mg；内部单侧填充的石英棉质量为10~20 mg。

6、本发明还提供了一种苯系和氯代挥发性有机物检测的方法，使用上述mil-101(cr)填料吸附管进行苯系和氯代挥发性有机物的吸附和热脱附，然后与气相色谱质谱联用进行检测，并在使用前对mil-101(cr)填料吸附管进行50 min以上的老化预处理。

7、优选的，老化步骤为：从热脱附吹扫气入口端通入高纯氮气进行热脱附，热脱附温度为300℃。

8、优选的，吸附步骤主要包括，取标准工作液注入吸附管，在高纯氮气流吹扫装置上保持3 min，即得到吸附后吸附管。

9、优选的，热脱附条件主要包括，一级脱附温度为300 ℃，脱附时间10 min；二级脱附温度为300 ℃，脱附时间3 min；冷阱温度为-25 ℃。

10、优选的，所述苯系和氯代挥发性有机物包括1,1-二氯乙烷、顺式-1,2-二氯乙烯、三氯乙烯、甲苯、氯苯、乙苯、间，对-二甲苯、邻-二甲苯、1,3,5-三甲基苯、1,3-二氯苯、1,4-二氯苯、1,2-二氯苯、1,2,4-三氯苯和六氯丁二烯中的一种或多种的混合物。

11、本发明的有益效果：

12、本发明提供的vocs吸附采样管，创新性的利用mofs材料mil-101(cr)作为填装吸附剂，可应用于热脱附-气相色谱质谱法高效检测苯系和氯代挥发性有机物，包括二氯乙烷、二氯乙烯、三氯乙烯、甲苯、氯苯、乙苯、二甲苯、三甲基苯、二氯苯和三氯苯等，拓展了mofs材料在环境检测领域的实际应用场景，提供了vocs吸附管新产品的研发方向。

技术特征：

1.一种用于苯系和氯代挥发性有机物检测的mil-101(cr)填料吸附管，其特征在于，mil-101(cr)填料吸附管的一端为气体吸附入口端和热脱附气体出口端，另一端为气体吸附出口端和热脱附吹扫气入口端，气体吸附和热脱附的气流方向相反，金属管状外壳由气体吸附入口端至出口端，内部填装顺序依次为金属塞网、石英棉、mil-101(cr)填料、石英棉、金属塞网和g型卡扣。

2.根据权利要求1所述的一种用于苯系和氯代挥发性有机物检测的mil-101(cr)填料吸附管，其特征在于，金属管状外壳内部两端固定的金属塞网的间距控制为4.5~5.5 cm，并固定气体吸附入口端的金属塞网与外壳凹槽线相抵。

3.根据权利要求1所述的一种用于苯系和氯代挥发性有机物检测的mil-101(cr)填料吸附管，其特征在于，金属管状外壳尺寸为直径1/4英寸×长度3.5英寸，内部装填的mil-101(cr)金属有机骨架填料质量为70~170 mg；内部单侧填充的石英棉质量为10~20 mg。

4.一种苯系和氯代挥发性有机物检测的方法，其特征在于，使用权利要求1-3任一项所述的mil-101(cr)填料吸附管进行苯系和氯代挥发性有机物的吸附和热脱附，然后与气相色谱质谱联用进行检测，并在使用前对mil-101(cr)填料吸附管进行50 min以上的老化预处理。

5.根据权利要求4所述的一种苯系和氯代挥发性有机物检测的方法，其特征在于，老化步骤为：从热脱附吹扫气入口端通入高纯氮气进行热脱附，热脱附温度为300 ℃。

6.根据权利要求4所述的一种苯系和氯代挥发性有机物检测的方法，其特征在于，吸附步骤主要包括，取标准工作液注入吸附管，在高纯氮气流吹扫装置上保持3 min，即得到吸附后吸附管。

7.根据权利要求4所述的一种苯系和氯代挥发性有机物检测的方法，其特征在于，热脱附条件主要包括，一级脱附温度为300 ℃，脱附时间10 min；二级脱附温度为300 ℃，脱附时间3 min；冷阱温度为-25 ℃。

8.根据权利要求4所述的一种苯系和氯代挥发性有机物检测的方法，其特征在于，所述苯系和氯代挥发性有机物包括1,1-二氯乙烷、顺式-1,2-二氯乙烯、三氯乙烯、甲苯、氯苯、乙苯、间，对-二甲苯、邻-二甲苯、1,3,5-三甲基苯、1,3-二氯苯、1,4-二氯苯、1,2-二氯苯、1,2,4-三氯苯和六氯丁二烯中的一种或多种的混合物。

技术总结
本申请涉及挥发性有机物吸附检测技术领域，公开了一种用于苯系和氯代挥发性有机物检测的MIL‑101(Cr)填料吸附管。该吸附管的一端为气体吸附入口端和热脱附气体出口端，另一端为气体吸附出口端和热脱附吹扫气入口端，气体吸附和热脱附的气流方向相反，金属管状外壳由气体吸附入口端至出口端，内部填装顺序依次为金属塞网、石英棉、MIL‑101(Cr)填料、石英棉、金属塞网和G型卡扣。本发明提供的吸附管，创新性的利用MIL‑101(Cr)作为填装吸附剂，可应用于热脱附‑气相色谱质谱法高效检测苯系和氯代挥发性有机物，拓展了MOFs材料在环境检测领域的实际应用场景，提供了VOCs吸附管新产品的研发方向。

技术研发人员：张玉,崔进,梅连瑞,史芯沂美
受保护的技术使用者：天津市产品质量监督检测技术研究院
技术研发日：
技术公布日：2024/3/31