一种气溶胶的发生与干燥系统技术方案

本实用新型专利技术提供了一种气溶胶的发生与干燥系统，气溶胶的发生与干燥系统包括依次连接的气溶胶发生系统与气溶胶干燥系统；气溶胶发生系统包括依次连接的进样管、雾化器、雾化室和第一气溶胶出口端，气溶胶发生系统还包括与雾化室相连的雾化增强装置；气溶胶发生系统置于第一恒温加热装置中；气溶胶干燥系统包括膜干燥系统。采用本实用新型专利技术的系统，雾化效率提高至6％；氧元素含量(以CeO

【技术实现步骤摘要】
一种气溶胶的发生与干燥系统
本技术涉及一种高效的气溶胶发生与干燥系统。
技术介绍
气溶胶是悬浮在环境中的固体或者液体颗粒物，其同环境保护、医药卫生、化工生产等行业都密切相关。气溶胶中含有的金属、痕量元素以及其化合物都是大气污染的重要组成，某些痕量元素还会对环境造成严重的破坏，加强对各个领域中所排放气体的痕量元素的监测对于环境保护来说至关重要。目前，分析气溶胶的方法主要有电感耦合等离子体质谱、电感耦合等离子体发射光谱、原子吸收光谱等。电感耦合等离子体发射质谱具有高灵敏度、极低的检测限、干扰因素少等特点而广泛使用，但是电感耦合等离子体仪器中气溶胶主要由雾化系统产生。在常规的液体进样时，通过蠕动泵调节液体进入雾化器，利用雾化器小孔的高速气流形成的负压从而产生雾化气溶胶，这种系统的雾化效率较低，气溶胶中的水分子含量较高，不利于痕量元素的分析精度和准确性。因此，一种高效的气溶胶发生与干燥系统对于研究痕量元素的种类、含量、同位素的丰度等都具有非常重要的意义。基于上述，目前现有技术存在的主要技术问题为：1)现有技术的雾化器的雾化效率较低；2)气溶胶中的水分子含量较高，导致氧元素含量较高，不利于痕量元素的分析精度。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是克服现有技术中电感耦合等离子体质谱仪雾化效率低、氧元素含量高等问题，而提供一种高效的气溶胶发生与干燥系统，从而为电感耦合等离子体质谱仪与电感耦合等离子体光谱仪提供了一种更有效的前处理方法，提高其的分析性能。本技术通过下述技术方案来解决上述技术问题：本技术提供一种气溶胶的发生与干燥系统，所述气溶胶的发生与干燥系统包括依次连接的气溶胶发生系统与气溶胶干燥系统；所述气溶胶发生系统包括依次连接的进样管、雾化器、雾化室和第一气溶胶出口端；所述气溶胶发生系统还包括与所述雾化室相连的雾化增强装置；所述气溶胶发生系统置于第一恒温加热装置中；所述气溶胶干燥系统包括膜干燥系统。本技术中，所述雾化增强装置可为本领域常规，较佳地为德国BandelinSONOPLUS超声波发生仪。本技术中，所述进样管的直径可为本领域常规，较佳地为1～1.6mm，例如1.2mm。本技术中，所述进样管的样品摄取率可为本领域常规，较佳地为100～500μL/min，例如200μL/min。本技术中，所述雾化器和所述进样管的材料可为本领域常规，较佳地为PFA材料。本技术中，较佳地，所述雾化器的侧壁上还设有气体进口端，所述气体进口端用于通入提升进样溶液的载气。所述气体进口端的直径可为本领域常规，例如2～4mm，再例如4mm。所述载气可为惰性气体，较佳地为干燥的氩气。所述载气的纯度较佳地为99.999％。所述载气的流量较佳地为0.6～1.2L/min，例如1.0L/min。本技术中，所述雾化器与所述雾化室的连接方式可为本领域常规，较佳地为采用PFA管连接。一般地，所述雾化器与所述雾化室的接口为所述雾化室上设有的雾化器接口端。本技术中，较佳地，所述雾化室还设有废液出口端，所述废液出口端用于排出生成气溶胶之后产生的废液。较佳地，所述废液出口端设于所述雾化器接口端的下方。所述废液出口端的直径可为本领域常规，例如1.6mm。所述废液出口端的废液流速可由蠕动泵来调节。本技术中，所述气溶胶发生系统与所述气溶胶干燥系统一般通过所述第一气溶胶出口端相连。本技术中，所述第一气溶胶出口端的直径可为本领域常规，较佳地为4～6mm，例如6mm。本技术中，所述雾化增强装置可包括超声波探头和超声波控制器。其中，一般将所述超声波探头置于所述雾化室中，即可。本技术中，所述雾化增强装置产生的频率可为本领域常规，较佳地为25～40kHz的超声脉冲。所述超声脉冲的振幅和所述超声脉冲的能量一般可以调节。本技术中，所述第一恒温加热装置一般用于调节所述气溶胶发生系统的温度，所述温度的范围较佳地为20～120℃，例如110℃。本技术中，所述膜干燥系统较佳地还设有用于通入反吹气的反吹气进口和用于流出反吹气的反吹气出口。本技术中，所述膜干燥系统的外部材质可为本领域常规，较佳地为不锈钢外壳。其中，所述不锈钢外壳与所述膜干燥系统的固定方式可为本领域常规，较佳地通过可锁紧的固定夹来实现。本技术中，所述膜干燥系统的内部一般放置有中空纤维管。所述中空纤维管较佳地包含全氟化质子交换膜。所述全氟化质子交换膜一般可以选择性将气溶胶中的水分子去除，且保留气溶胶中大部分的主成分。其中，制备所述气溶胶的溶液可为本领域常规，较佳地为硝酸铈溶液、氢氟酸溶液、盐酸溶液和硝酸溶液中的一种或多种，例如硝酸铈溶液和硝酸溶液。其中，所述水分子去除的方式可为本领域常规，较佳地通过所述反吹气从所述反吹气进口进入，再从所述反吹气出口流出实现，例如通过从所述反吹气进口进入，沿所述全氟化质子交换膜的直径方向，再从所述反吹气出口流出实现。所述反吹气可为惰性气体或氮气，较佳地为纯度为99.999％的惰性气体或氮气，例如，99.999％的干燥氩气。所述反吹气的流量可为本领域常规，较佳地为0.1～0.2L/min，例如0.2L/min。所述反吹气的通入方式可为本领域常规，一般为连续通入。本技术中，所述膜干燥系统一般还设有一个第二气溶胶出口端。其中，所述第二气溶胶出口端的直径可为本领域常规，较佳地为6～8mm，例如6mm。本技术中，较佳地，所述气溶胶干燥系统置于第二恒温加热装置中。其中，所述第二恒温加热装置一般用于调节所述气溶胶干燥系统的温度，所述温度的调节范围较佳地为80～150℃，例如140℃。在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本技术各较佳实例。本技术所用试剂和原料均市售可得。本技术的积极进步效果在于：1)气动雾化器的雾化效率较低，一般为3％左右，本技术提供的高效的气溶胶发生与干燥系统，将雾化效率提高至6％。2)本技术提供的气溶胶发生与干燥系统，利用反向的氩“穿透气”带走从膜渗透出来的水分子蒸汽，从而使进入ICP-MS的样品气几乎不存在溶剂部分，提高了分析的灵敏度、减少溶剂所带来的氧化物离子干扰和溶剂对ICP-MS的影响，氧元素含量(以CeO+/Ce+计)可以降至小于0.01％。3)本技术提供的系统结构简单、体积小、运行稳定，易于拆卸和清洗，可用于气溶胶相关的元素分析实验。附图说明图1为本技术的气溶胶发生与干燥系统。图2为本技术的气溶胶发生系统。图3为本技术的超声增强装置。上述附图中，1、雾化器，11、进样管，12、气体进口端；2、雾化室：21、雾化器接口端，22、废液出口端，23、第一气溶胶出口端，24、废液管，25、蠕动泵；3、超声增强装置，31、超声波探头，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种气溶胶的发生与干燥系统，所述气溶胶的发生与干燥系统包括依次连接的气溶胶发生系统与气溶胶干燥系统；所述气溶胶发生系统包括依次连接的进样管、雾化器、雾化室和第一气溶胶出口端；其特征在于，所述气溶胶发生系统还包括与所述雾化室相连的雾化增强装置；/n所述气溶胶发生系统置于第一恒温加热装置中；/n所述气溶胶干燥系统包括膜干燥系统。/n

【技术特征摘要】
1.一种气溶胶的发生与干燥系统，所述气溶胶的发生与干燥系统包括依次连接的气溶胶发生系统与气溶胶干燥系统；所述气溶胶发生系统包括依次连接的进样管、雾化器、雾化室和第一气溶胶出口端；其特征在于，所述气溶胶发生系统还包括与所述雾化室相连的雾化增强装置；
所述气溶胶发生系统置于第一恒温加热装置中；
所述气溶胶干燥系统包括膜干燥系统。


2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述进样管的直径为1～1.6mm。


3.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述雾化器的侧壁上还设有气体进口端，所述气体进口端用于通入提升进样溶液的载气。


4.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述雾化器与所述雾化室通过设于所述雾化室上的雾化器接口端连接。


5.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述雾化室还设...

【专利技术属性】
技术研发人员：马继飞，姜迪，姚剑，唐晓星，刘忠英，吕丽君，杜林，钱渊，
申请(专利权)人：中国科学院上海应用物理研究所，
类型：新型
国别省市：上海;31