【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于环境化学分析领域，具体涉及一种基于管式炉的气溶胶中有机碳和元素碳的分离方法。
技术介绍
1、碳质气溶胶是雾霾天气条件下细颗粒物的重要组成部分，通过控制大气污染物排放可以同时降低化石源co2排放，实现减排的协同效应。碳质气溶胶主要包括有机碳(oc)和元素碳(ec)，oc与生物质污染源初始排放相关，其变化源于传输过程中的二次污染作用，ec与化石源的不充分燃烧有关且性质稳定，对于固定污染源以及固定传输模式的初始oc/ec的特征一致。碳质气溶胶中的有机碳和元素碳的测量共同应用于研究气候变化和大气污染物来源解析，可以为“减碳”、“降污治污”及相关法规的制定提供必要的科学依据。目前，我国许多城市已经开始利用pm2.5中oc/ec的比值来判断大气污染物来源。
2、气溶胶中oc和ec的分离方法包括热分解法和热分解-光学分析法两类。热分解法是最早用于有机碳和元素碳的含量测定的，主要是利用碳质气溶胶中有机碳和元素碳的热化学稳定性差异，不同含碳组分在不同温度条件下热解或者氧化生成co2。热解法分离oc和ec时，利用了3个串联的管状炉，前2个炉子为燃烧反应炉，第三个炉子为氧化炉(石英管内放有cuo颗粒)，主要功能是将不完全燃烧产生的co氧化为co2。样品舟在前2个反应炉内自由移动，以获得不同的加热温度，样品中的oc和ec可以分步被转化为co2。method cto-375是目前分离碳质气溶胶中oc和ec常用的氧化加热方法之一，该方法是在有氧条件下对样品进行较长时间的加热燃烧，以去除有机碳，分离ec。这种方法会将部分ec，特别是
3、目前管式炉已完全实现国产化，其用途广泛，可以处理多种类型的样品，配置精密针型阀即可调节进气流量，在需要高温和特定气氛环境的实验领域具有独特优势。针对气溶胶样品中oc/ec比值的分析，其本方法基于热分解法的原理利用管式炉对气溶胶样品进行高温处理，建立了一种基于管式炉和便携式红外线分析器测量的分析方法。
技术实现思路
1、针对现有技术中存在的上述技术问题，本专利技术的目的是提供一种利用管式炉分离气溶胶样品中oc和ec的方法，样品放入管式炉中通过特定的温控程序，其中的碳组分即可热解或者氧化生成co2，随后被收集在气袋中，可直接利用便携式红外线分析器进行测量，分析结果稳定，准确度高，检测限低。
2、为实现此目的，本专利技术所采用技术方案如下：
3、一种基于管式炉的气溶胶中有机碳和元素碳的分离方法，包括以下步骤：
4、(1)气溶胶样品采集；
5、(2)截取部分气溶胶样品置于石英舟中；
6、(3)将石英舟置于管式马弗炉中；
7、(4)设置温控程序并运行；
8、(5)利用便携式红外线分析器测量气袋中的co2浓度。
9、进一步，步骤(1)后，取约10-15g催化剂装填到石英管中，填充石英棉将催化剂固定在石英管的一端；
10、进一步，所述催化剂为pt-氧化铝或氧化铜颗粒
11、进一步，步骤(2)中，裁剪30cm2面积的样品于石英舟中；
12、进一步，步骤(3)中，将石英舟置于管式炉中，连接管路，打开n2，通气10min，使管路中气体完全为n2，减少空气中co2带来的干扰；
13、进一步，步骤(4)中，按照下表设置好温控程序，调节n2流速为0.2l/min，连接气袋，运行升温程序；
14、表1
15、 阶段 温度(℃) 时间(min) 载气 载气流速(l/min) 1 室温-650 30 <![cdata[n<sub>2</sub>]]> 0.2 2 650 10 <![cdata[n<sub>2</sub>]]> 0.2 3 650-800 10 <![cdata[n<sub>2</sub>+o<sub>2</sub>]]> 0.2 4 800 10 <![cdata[n<sub>2</sub>+o<sub>2</sub>]]> 0.2
16、温控程序的第1阶段和第2阶段运行完毕后，更换气袋，打开o2，微调流速，保持在0.2l/min，继续收集；
17、进一步，步骤(5)中，利用便携式红外线气体分析器检测气袋中co2的体积百分比，体积百分比乘10000即为co2气体的体积浓度(ppm)，co2的质量由以下公式计算得出:
18、
19、其中：m为co2气体的分子量，44
20、n为便携式红外线气体分析器给出的气体体积浓度；
21、t为温度；
22、p为大气压；
23、v为气袋中气体体积。
24、本专利技术的有益效果在于：本专利技术针对气溶胶样品中有机碳和元素碳的分离，利用有机碳和元素碳的不同物理性质，基于氚碳氧化燃烧炉和特定的升温程序，设计了一种基于氚碳氧化燃烧炉的分析方法，实现了气溶胶中有机碳和元素碳的分离。该方法流程简单、方便操作、可批量化处理样品。采用本专利技术所述的一种利用管式炉分离气溶胶样品中oc和ec的方法，可以将样品放入管式炉中通过特定的温控程序，其中的碳组分即可热解或者氧化生成co2，随后被收集在气袋中，从而本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于管式炉的气溶胶中有机碳和元素碳的分离方法，包括以下步骤：(1)气溶胶样品采集；
2.如权利要求1所述的一种基于管式炉的气溶胶中有机碳和元素碳的分离方法，其特征在于，步骤(1)后，取约10-15g催化剂装填到石英管中，填充石英棉将催化剂固定在石英管的一端。
3.如权利要求2所述的一种基于管式炉的气溶胶中有机碳和元素碳的分离方法，其特征在于，所述催化剂为Pt-氧化铝或氧化铜颗粒。
4.如权利要求1所述的一种基于管式炉的气溶胶中有机碳和元素碳的分离方法，其特征在于，步骤(2)中，裁剪30cm2面积的样品于石英舟中。
5.如权利要求1所述的一种基于管式炉的气溶胶中有机碳和元素碳的分离方法，其特征在于，步骤(3)中，将石英舟置于管式炉中，连接管路，打开N2，通气10min，使管路中气体完全为N2，减少空气中CO2带来的干扰。
6.如权利要求1所述的一种基于管式炉的气溶胶中有机碳和元素碳的分离方法，其特征在于，步骤(4)中，按照下表设置好温控程序，调节N2流速为0.2L/min，连接气袋，运行升温程序；
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...【技术特征摘要】
1.一种基于管式炉的气溶胶中有机碳和元素碳的分离方法，包括以下步骤：(1)气溶胶样品采集；
2.如权利要求1所述的一种基于管式炉的气溶胶中有机碳和元素碳的分离方法，其特征在于，步骤(1)后，取约10-15g催化剂装填到石英管中，填充石英棉将催化剂固定在石英管的一端。
3.如权利要求2所述的一种基于管式炉的气溶胶中有机碳和元素碳的分离方法，其特征在于，所述催化剂为pt-氧化铝或氧化铜颗粒。
4.如权利要求1所述的一种基于管式炉的气溶胶中有机碳和元素碳的分离方法，其特征在于，步骤(2)中，裁剪30cm2面积的样品于石英舟中。
5.如权利要求1所述的一种基于管式炉的气溶胶...
【专利技术属性】
技术研发人员：原妮，郭媛媛，安全，罗茂益，庞义俊，
申请(专利权)人：中国辐射防护研究院，
类型：发明
国别省市：
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