SPIMS在线挥发性有机物质谱仪综合介绍
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
在线挥发性有机物质谱仪（SPIMS）介绍
目录
一．挥发性有机物简介 二．SPIMS-1000介绍 三．仪器应用实例
VOCs简介
• 挥发性有机物(Volatile Organic Compounds, VOCs)
按照世界卫生组织的定义沸点在50℃-250℃的化合物，室温下饱和蒸汽 压超过133.32Pa，在常温下以蒸汽形式存在于空气中的一类有机物。按其 化学结构的不同，可以进一步分为八类：烷类、芳烃类、烯类、卤烃类、 酯类、醛类、酮类和其他。
Signal intensity
3.0x108 2.5x108 2.0x108
94
电路板加热排放气体
1.5x108 1.0x108
106 58 73 9392
5.0x107 43
40
0.0
78
108 120131436
170 156
225 207
281
40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 260 280 300
（SPIMS-1000） 无前处理、直接检测
GC-MS:需取样、预处理、富集、解吸附等处理，响应慢，耗时长多成分同时检测
NDIR:响应快、系统简单、受环境条件影响小,选择性差
可移动 高分辨率
FTIR:多种成分同时检测、响应快、体积大，有运动部件，对环境震高动选敏感择性
DOAS:响应快、多种成分同时检测，灵敏度差
• 特点：
• 浓度低——通常ppm，ppb量级 • 活性强——光化学反应，气粒转换 • 危害大——“三致”作用
• 来源
VOCs传统检测手段
•Gas chromatography mass spectrometer
（GC-MS，气相色谱质谱仪）
•Non dispersive infrared
（NDIR，非色散红外分析）
高灵敏度
TDLAS:选择性高、分辨率灵敏度高，不能同时测量多种气体
SPIMS-1000工作原理
样品
TOF
SPIMS-1000整体结构
包括： 膜进样系统 单光子电离源 飞行时间质量分析器
装配图
实物照片
外观
分析器 真空系统
飞行腔
电源系统
灵活的进样方式
气体样品 MS
对气态和液态VOCs样品定性定量的检测
1.8x106 1.5x106
m/z
92
120 106
118
134
制药厂
1.2x106
78
9.0x105 6.0x105 3.0x105
74 56 70
104 116 84
132 136
0.0
14/
0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
m/z
Signal intensity
基础3：溯源模型
CH + 8 10
CH+ 78
CH + 7 14 CH + 7 16
CH + 9 12
CH + 8 18
CH + 9 20
CH+ 10 16
20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160
m/z
EPA标准30ppb烷烃类混合标气检测质谱图
relative intensity
CH Cl + 22
CHF+ 6 42 CF Cl + 22
C H Cl + 64 2
20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160
m/z
EPA 标准100ppb卤代烃混合标气检测质谱图
应用实例-汽车尾气
intensity
1.8x106 1.5x106 1.2x106 9.0x105 6.0x105 3.0x105
应用1
化工园区VOCs溯源的应用
Signal intensity
VOCs在线溯源数据展现结果
1.8x106 1.5x106 1.2x106 9.0x105 6.0x105 3.0x105
0.0 0
120
106
92
134
118
78
74 56 70
104 116 84
132 136
20
40
60
80
100
•Fourier transform infrared spectroscopy
（FTIR，傅里叶变换红外光谱） •Differential optical absorption
sp同ect时ros具cop备y ：
在线挥发性有机物质谱仪 VOCs
gas phase
（DOAS，差分光学吸收光谱）百度文库
•（TuTnDaLbAlSe，d调io谐de二l极as管er激a光bs吸or收pt光io谱n ）快spe速ctr、osc实opy时在线
标准气体检测2
200 180 160 140 120 100
80 60 40 20
CH + 8 10
CH+ 66
CH+ 88
C H Cl + 24 2
C H Cl + 22 2 CH+ 78
C HCl +
3
3
C H Cl + 34 2
C H Cl + 23 3
C H Cl+ 65
C H Cl+ 23
各家企业的贡献如何？
应用2
其他VOCs监/检测的应用
relative intensity
标准气体检测1
200
180
CH + 6 12
160 140 120 100
80 60 40 20
CH+ 36
CH + 5 10
CH + 4 10
CH+ 48
CH + 5 12
CH+ 58
CH+ 66
CH + 6 14
液体样品
吹扫
加热挥发
蠕动泵直接进样
可定制软件 简便快捷操作 多成份IC图 全谱图检测
单成份IC图及超标报警
自建数据库及物质信息
应急措施提示
SPIMS-1000应用领域
• 化工园区污染源解析 • 环境应急事故中在线检测； • 汽车尾气排放检测； • 垃圾（焚烧、土壤、渗滤液）释放气体检测； • 工业生产排放污水废气在线监测； • 房屋装修后，空气质量检测； • 香烟烟气气相组分在线检测； • 日用品释放气体检测； • 生物排放VOCs检测：研究植物的生理特性。
m/z 78 m/z 92 m/z 106 m/z 120 m/z 134
+ C6H6
+ C7H8
+ C8H10
+ C9H12
120
140
160
180
m/z
都有哪些污染物？
time 污染物的浓度，随时间的变化如何？超标否？
各家企业的贡献如何？
基础1：在线质谱仪（SPIMS)
1. 实时在线 2. 快速：秒级 3. 多种成分同时高灵敏度的检测：真实全面的反
映污染情况 4. 机动性强：实验室、车载、船载、便携
基础2：不同的排放源，质谱特征（指纹）不同
目录
一．挥发性有机物简介 二．SPIMS-1000介绍 三．仪器应用实例
VOCs简介
• 挥发性有机物(Volatile Organic Compounds, VOCs)
按照世界卫生组织的定义沸点在50℃-250℃的化合物，室温下饱和蒸汽 压超过133.32Pa，在常温下以蒸汽形式存在于空气中的一类有机物。按其 化学结构的不同，可以进一步分为八类：烷类、芳烃类、烯类、卤烃类、 酯类、醛类、酮类和其他。
Signal intensity
3.0x108 2.5x108 2.0x108
94
电路板加热排放气体
1.5x108 1.0x108
106 58 73 9392
5.0x107 43
40
0.0
78
108 120131436
170 156
225 207
281
40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 260 280 300
（SPIMS-1000） 无前处理、直接检测
GC-MS:需取样、预处理、富集、解吸附等处理，响应慢，耗时长多成分同时检测
NDIR:响应快、系统简单、受环境条件影响小,选择性差
可移动 高分辨率
FTIR:多种成分同时检测、响应快、体积大，有运动部件，对环境震高动选敏感择性
DOAS:响应快、多种成分同时检测，灵敏度差
• 特点：
• 浓度低——通常ppm，ppb量级 • 活性强——光化学反应，气粒转换 • 危害大——“三致”作用
• 来源
VOCs传统检测手段
•Gas chromatography mass spectrometer
（GC-MS，气相色谱质谱仪）
•Non dispersive infrared
（NDIR，非色散红外分析）
高灵敏度
TDLAS:选择性高、分辨率灵敏度高，不能同时测量多种气体
SPIMS-1000工作原理
样品
TOF
SPIMS-1000整体结构
包括： 膜进样系统 单光子电离源 飞行时间质量分析器
装配图
实物照片
外观
分析器 真空系统
飞行腔
电源系统
灵活的进样方式
气体样品 MS
对气态和液态VOCs样品定性定量的检测
1.8x106 1.5x106
m/z
92
120 106
118
134
制药厂
1.2x106
78
9.0x105 6.0x105 3.0x105
74 56 70
104 116 84
132 136
0.0
14/
0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
m/z
Signal intensity
基础3：溯源模型
CH + 8 10
CH+ 78
CH + 7 14 CH + 7 16
CH + 9 12
CH + 8 18
CH + 9 20
CH+ 10 16
20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160
m/z
EPA标准30ppb烷烃类混合标气检测质谱图
relative intensity
CH Cl + 22
CHF+ 6 42 CF Cl + 22
C H Cl + 64 2
20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160
m/z
EPA 标准100ppb卤代烃混合标气检测质谱图
应用实例-汽车尾气
intensity
1.8x106 1.5x106 1.2x106 9.0x105 6.0x105 3.0x105
应用1
化工园区VOCs溯源的应用
Signal intensity
VOCs在线溯源数据展现结果
1.8x106 1.5x106 1.2x106 9.0x105 6.0x105 3.0x105
0.0 0
120
106
92
134
118
78
74 56 70
104 116 84
132 136
20
40
60
80
100
•Fourier transform infrared spectroscopy
（FTIR，傅里叶变换红外光谱） •Differential optical absorption
sp同ect时ros具cop备y ：
在线挥发性有机物质谱仪 VOCs
gas phase
（DOAS，差分光学吸收光谱）百度文库
•（TuTnDaLbAlSe，d调io谐de二l极as管er激a光bs吸or收pt光io谱n ）快spe速ctr、osc实opy时在线
标准气体检测2
200 180 160 140 120 100
80 60 40 20
CH + 8 10
CH+ 66
CH+ 88
C H Cl + 24 2
C H Cl + 22 2 CH+ 78
C HCl +
3
3
C H Cl + 34 2
C H Cl + 23 3
C H Cl+ 65
C H Cl+ 23
各家企业的贡献如何？
应用2
其他VOCs监/检测的应用
relative intensity
标准气体检测1
200
180
CH + 6 12
160 140 120 100
80 60 40 20
CH+ 36
CH + 5 10
CH + 4 10
CH+ 48
CH + 5 12
CH+ 58
CH+ 66
CH + 6 14
液体样品
吹扫
加热挥发
蠕动泵直接进样
可定制软件 简便快捷操作 多成份IC图 全谱图检测
单成份IC图及超标报警
自建数据库及物质信息
应急措施提示
SPIMS-1000应用领域
• 化工园区污染源解析 • 环境应急事故中在线检测； • 汽车尾气排放检测； • 垃圾（焚烧、土壤、渗滤液）释放气体检测； • 工业生产排放污水废气在线监测； • 房屋装修后，空气质量检测； • 香烟烟气气相组分在线检测； • 日用品释放气体检测； • 生物排放VOCs检测：研究植物的生理特性。
m/z 78 m/z 92 m/z 106 m/z 120 m/z 134
+ C6H6
+ C7H8
+ C8H10
+ C9H12
120
140
160
180
m/z
都有哪些污染物？
time 污染物的浓度，随时间的变化如何？超标否？
各家企业的贡献如何？
基础1：在线质谱仪（SPIMS)
1. 实时在线 2. 快速：秒级 3. 多种成分同时高灵敏度的检测：真实全面的反
映污染情况 4. 机动性强：实验室、车载、船载、便携
基础2：不同的排放源，质谱特征（指纹）不同