[实用新型]一种复合纤维式捕汞装置

说明书

本实用新型涉及一种复合纤维式捕汞装置，包括石英管及设于石英管中的捕汞复合纤维，捕汞复合纤维与石英管平行，捕汞复合纤维包括聚集成束的多根毛细管，毛细管为二氧化硅毛细管，毛细管的内表面和外表面均覆盖有金涂层。石英管的外周缠绕有电热丝，电热丝的两端和加热控制电路相连，石英管的两端分别为进气口和出气口，进气口和出气口处均设有过滤片。本实用新型采用的捕汞复合纤维，表面积远大于镀金石英砂，使得汞元素的富集率大于95％，本实用新型具有高捕集率和释放率，且使用时间较长，稳定性较好，主要用于极低汞浓度的预处理，为各种气汞分析仪提供纯净的汞气。

技术领域

本实用新型涉及气态汞分析仪的预富集装置，尤其涉及一种复合纤维式捕汞装置。

背景技术

汞是一种剧毒的物质，在大气中，90％以上主要以气态元素汞的形式存在，具有较高的化学惰性和水溶性低的特点，存在时间较长，且能随大气环流迁移数万公里，是全球公认的重金属污染物。同时由于地壳中的汞是矿藏的伴生物，通过其自身的强穿透力，易于随地壳运动运移至地壳表面，因此汞也是判别地壳运动以及地质矿藏的一个显著指标。

汞浓度测量是汞污染和地壳分析的直接手段，目前气态汞的分析一般是通过对气态汞进行预富集，然后热解析输入原子吸光分析仪或其他类型的气汞分析仪中进行浓度分析。在实际应用中，汞富集器由最初的活性炭逐渐转化为捕汞管，利用常温状态下金能与汞相互作用形成Au2Hg合金(汞齐)的吸附原理来捕获元素汞，然后通过瞬时高温加热释放纯净的汞气，通过捕汞管的富集-热解，可以提高检测的灵敏度，降低气体对检测准确度的干扰。通常捕汞管是以金丝或金砂以及金丝、金砂组合制作而成的，这种捕汞管的富集率和释放率都较高，但是使用次数仅能维持400-500次，且制作成本较高，在长期使用过程中，金丝或者金砂受采气流量影响较大，随着使用时间的增加，金丝或金砂的捕集率下降，导致捕汞管性能下降，影响汞分析仪的准确性。

发明内容

本实用新型为了解决上述技术问题，提供一种复合纤维式捕汞装置，其具有高捕集率和释放率，且使用时间较长，稳定性较好，主要用于极低汞浓度的预处理，为各种气汞分析仪提供纯净的汞气。

本实用新型的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：本实用新型包括石英管及设于石英管中的捕汞复合纤维，捕汞复合纤维与石英管平行，石英管的外周缠绕有电热丝，电热丝的两端和加热控制电路相连，石英管的两端分别为进气口和出气口。捕汞复合纤维是捕汞装置的核心，用于捕集气体样品中的气态汞。石英管的进气口用于采集气体样品，石英管的出气口与气汞分析仪相连。气体样品从石英管的进气口流入石英管内，进入捕汞复合纤维，气体中的汞气吸附于捕汞复合纤维表面形成金汞齐，其余气体从石英管的出气口排出。然后加热控制电路启动工作，将稳定的电压输出给电热丝，在电热丝的加热下，捕汞复合纤维表面的金汞齐热解形成纯净的汞气，从石英管的出气口流出并流入气汞分析仪，用于分析出气体中汞气的浓度。

作为优选，所述的捕汞复合纤维包括聚集成束的多根毛细管，毛细管为二氧化硅毛细管，毛细管的内表面和外表面均覆盖有金涂层。采用毛细管集束结构，其表面积远大于镀金石英砂，使得富集率大于95％，且在长期使用过程中，阻力不发生变化，因此不会导致捕汞效率随着时间增加而降低。金涂层通过溶液浸渍法制备而成，金涂层厚度较薄，与毛细管管壁之间牢固性好，不易脱落，热释性较好，有利于吸附和释放汞气，极大的提高了捕汞装置的吸附率和释放率。

作为优选，所述的毛细管的长度为3～3.5cm，外径为2.8～3mm，内径为1～1.2mm，金涂层的厚度为200～300nm。

作为优选，所述的电热丝呈螺旋形缠绕在所述的石英管外，螺旋形缠绕的电热丝覆盖住所述的捕汞复合纤维。提高热能利用率，确保捕汞复合纤维有更好的热释性。电热丝优选采用镍铬丝，抗氧化性能好，长期加热-冷却，其直径变化小于10％，热解温度较为稳定。