[发明专利]一种VOCs萃取多孔膜

说明书

技术领域

本发明涉及挥发性有机物(VOCs)萃取用的多孔膜，尤其涉及经表面修饰的复合膜。

背景技术

水体、大气、土壤中的挥发性有机物(VOCs)都是痕量或者是超痕量的，对其直接测定极其困难，因此必须选择合适的样品前处理方法对VOCs进行分离富集。目前，绝大多数VOCs萃取方法，包括固相萃取、固相微萃取(如吸附搅拌棒、萃取纤维针、固相萃取膜)、液相萃取、液相微萃取(如单滴微萃取、中空纤维膜液相微萃取、分散液液微萃取)，都很难满足VOCs在线、自动、连续监测需求。对于水体样品，在线吹扫-捕集是目前较为可靠的在线VOCs分析方法，但装置复杂、系统记忆效应严重、价格昂贵；对于大气样品，吸附剂捕集方法应用广泛，但颗粒、水汽等干扰严重；对于土壤样品，顶空分析较为成熟，但灵敏度有待提高。近年来，膜萃取-捕集技术装置相对简单、价格较低，被寄予厚望。

目前VOCs萃取膜存在明显缺陷：(1)聚合物类中空纤维膜的水蒸汽渗透量太大，对后续吸附剂、色谱固定相、检测器的破坏作用较大，整个分析系统的稳定性不好；(2)橡胶类中空管材，对VOCs吸附残留严重，难以清洗净化，容易导致检测结果失真。因此迫切发展新型VOCs萃取膜材料。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种新型的用于VOCs萃取检测的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复合层。

本发明另一方面的目的在于提供上述VOCs萃取多孔膜的制备方法，所述方法是背压条件下，在多孔膜外表面涂覆聚甲基硅氧烷溶液后，停止背压并使聚甲基硅氧烷固化成层。

本发明的VOCs萃取多孔膜可将样品与膜萃取流路隔开，并萃取样品中的VOCs组分，后续直接联用VOCs分离检测装置。可有效减少VOCs在硅胶管材上的吸附残留、以及水汽在多孔膜上的大量渗透。并且避免样品中的颗粒、水汽对后续VOCs吸附捕集、分离检测等过程干扰，提高分析系统稳定性。

基于此，本发明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、分离检测过程中的应用。具体地，本发明提供一种挥发性有机物的检测方法，包括使用所述的VOCs萃取多孔膜对样品中的挥发性有机物进行萃取吸附的步骤；萃取吸附过程中，所述多孔复合膜一侧接触样品，另一侧通载气。

与常规硅胶管、聚合物中空纤维管相比，本方法制备的VOCs萃取多孔膜，具有以下明显优点：

1、商用的硅胶管壁厚度在0.2毫米以上，而聚甲基硅氧烷很薄(0.1-10微米)，因此，VOCs在聚甲基硅氧烷修饰多孔膜上的吸附残留减少20倍以上。

2、商用的聚合物多孔膜，孔径在100纳米以上，水汽可自由大量渗透；修饰聚甲基硅氧烷薄层后，可显著减少水汽渗透。

3、由于水汽渗透减少，可进一步提高多孔膜VOCs萃取体系的温度，从而增加VOCs的萃取量，提高分析方法的灵敏度。

4、避免样品中的颗粒、水汽对后续吸附剂捕集、色谱进样、色谱分离与检测等过程的干扰，提高整个VOCs分析系统的长期稳定性。

附图说明

本发明附图1幅：即VOCs萃取分析的气相色谱谱图。

Agilent 6890N气相色谱，FID检测器，SE-54气相色谱柱，程序升温分离。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。

具体实施方式

本发明首先提供一种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复合层。

其中，所述的聚甲基硅氧烷复合层厚度0.1～10微米。

所述的多孔膜的孔径为10μm～1nm。

具体实施方案中，所述的多孔膜是中空纤维膜、多孔无机膜或金属丝网膜。其中尤其以中空纤维膜为优选。所述的中空纤维膜可优选举例但不限于聚丙烯中空纤维膜、聚四氟乙烯中空纤维膜、聚偏氟乙烯中空纤维膜；所述的多孔无机膜可优选举例但不限于陶瓷膜、石英膜或氧化铝膜；所述的金属丝网膜可优选举例但不限于多孔钛筛网膜或不锈钢筛网膜。

另一方面，本发明公开上述复合膜的制备方法是背压条件下，在多孔膜外表面涂覆聚甲基硅氧烷溶液后，停止背压并使聚甲基硅氧烷固化成层。