光离子化传感器在全二维气相色谱仪检测环境VOCs中的应用

作者：陈浪; 庞小兵^*

来源：三峡生态环境监测, 2020, 5(03): 62-70.

DOI：10.19478/j.cnki.2096-2347.2020.03.07

• 光离子化检测器(PID)
• 火焰离子化检测器(FID)
• 挥发性有机物(VOCs)
• 气相色谱仪(GC)
• 全二维气相色谱仪(GC×GC)

热脱附-气相色谱-质谱仪(TD-GC-MS)和热脱附-气相色谱-氢火焰离子化检测器(TD-GC-FID)是目前检测大气挥发性有机化合物(volatile organic compounds,VOCs)的常用仪器,但这些仪器比较笨重、昂贵且能耗高。本研究采用低成本的微型光离子化检测器(photo-ionization detector,PID)检测VOCs气体,其中对异戊二烯(C5H8)体积分数的检出限(limit of detection,LOD)可低至0.02×10-9。采用PID作为自主研制的微型全二维气相色谱仪(GC×CC)的检测器进行环境VOCs检测,所检测的结果与常规TD-GC-FID检测的结果非常一致。自制的微型GC×CC更便携、成本更低、能耗更低,适用于野外大气环境VOCs的检测。使用PID作为气相色谱-四极杆飞行时间质谱仪(GC-Q-TOF-MS)的第二检测器,并比较了PID与质谱仪在检测VOCs时的性能。结果显示PID的检测结果与质谱仪的检测结果非常一致,但PID的检测灵敏度略逊于质谱仪。进一步研究发现PID传感器可用于有毒有害物质的快速检测,并且不同电离能的灯源对PID传感器的检测性能有影响。装有11.7 eV电离灯的PID可检测出8种有机硫化物和4种有机磷酸盐物质,而装有10.6 eV电离灯的PID只能检测出2种物质。本研究证明低成本的PID可作为微型GC×CC和常规GC的检测器,应用在环境VOCs的检测领域。与其他检测器(FID或MS)相比,PID传感器体积小、价格低廉、工作条件简单、能耗低,更适合作为便携式检测器。

• 单位
  浙江工业大学