Применение микротермодесорбера для концентрирования следовых количеств углеводородов в воздухе
DOI:
https://doi.org/10.17308/sorpchrom.2021.21/3825Ключевые слова:
газовая хроматография, микрофлюидные системы, микротермодесорбер, концентрирование, летучие углеводородыАннотация
Точное и экспрессное определение следовых количеств летучих органических соединений (ЛОС) остается одной из наиболее актуальных задач аналитической химии, что обусловлено большой востребованностью анализ таких газовых сред при проведении экологического мониторинга и экспертиз различного типа. В настоящее время стремительное развитие приборостроения приводит к увеличению мобильности аналитических приборов, в том числе в результате снижения их габаритов. В данной работе описана конструкция МЭМС преконцентратора –микротермодесорбера (МТД) на основе микрофлюидных систем, а также представлены результаты апробации данного устройства при проведении концентрирования следовых количеств углеводородов в воздухе
Устройство включает планарную колонку, наполненную модифицированным силикагелем (60С), к которой присоединены два газовых штуцера для входа и выхода анализируемого газа. Роль охлаждающего и нагревающего элемента выполняет элемент Пельтье. Для обеспечения требуемых температурных режимов в составе МТД реализован ПИД-регулятор на программируемом микроконтроллере и электронной плате, который позволяет автоматизировать работу МТД и обеспечить поддержание температуры в пределах ±0.3°С на этапе сорбции и ±1.0°С на этапе десорбции.
В результате исследования был разработан микротермодесорбер. На примере определения пентана и изо-пентана в воздухе установлено, что использование данного устройства в сочетании с портативным газовым хроматографом ПИА позволяет экспрессно проводить определение микропримесей ЛОС в воздухе: время одного цикла анализа с учетом проведения стадии концентрирования составляет около 20 минут. Высокая чувствительность анализа с использованием микротермодесорбера обеспечивается за счет концентрирования ЛОС в 40-50 раз при анализе смесей изо-пентана (0.25-2.5 ppm) и пентана (0.22-2.2 ppm) в воздухе. Разработана управляющая программа для микротермодесорбера позволяет эффективно проводить очистку сорбента, на котором осуществляется процесс сорбции, для последующего цикла анализа. Малые габариты и высокая производительность микротермодесорбера позволяют использовать его как в лабораторных, так и в полевых условиях.
Скачивания
Библиографические ссылки
Timmer B.H., Van Delft K.M., Olthuis W., Bergveld P., Sens. Actuators, B Chem., 2003, Vol. 91, pp. 342-346.
Zhang Y., Kato S., Anazawa T., Sensors and Actuators B, 2008, Vol. 129, pp. 481-486.
Wootton R.C.R., deMello, Chem. Com-mun., 2004, pp. 266-267.
Zhang Y., Sun J., Zhu X., Liu J. et al., Sensor Review, 2017, Vol. 37, pp. 137-141.
Michael M., Mark C., Kevin W., McGill R.A. et al., Sensors and Actuators, B: Chem-ical, 2007, Vol. 126, pp. 447-452.
Alfeeli B., Agah M., IEEE Sensors Jour-nal, 2011, Vol. 11, pp. 2756-2762.
Takada S., IEEE Journal of Tansations on sensors and micromachines, 2010, Vol. 130, pp. 207-211.
Ali S., Ashraf-Khorassani M., Taylor L.T., Agah M., Sensors and Actuators B: Chemical, 2009, Vol. 141, pp. 309-315.
Haudebourg R., Vial J., Thiebaut D., Danaie K. et al., Analytical Chemistry, 2012, Vol. 85, pp. 114-120.
Sun J.H., Cui D.F., Chen X., .Zhang L.L. et al., Journal of Chromatography A, 2013, Vol. 1291, pp. 122-128.
Shakeel H., Wang D., Heflin J.R., Agah M., Sensors and Actuators B: Chemical, 2015, Vol. 216, pp. 349-357.
Platonov I.A., Platonov V.I., Kole-snichenko I.N., Gorynov M.G., Sorbtsionnye i Khromatograficheskie Protsessy, 2015, Vol. 6, pp. 754-768.
