一種快速測定半揮發性有機物吸附特性的裝置的制造方法
【技術領域】
[0001] 本實用新型屬于半揮發性有機物物理性質檢測領域，特別設及對半揮發性有機物 吸附特性的測量裝置，用于測試半揮發性有機物與不同吸附材料間的分配系數。
【背景技術】
[0002] 室內空氣品質顯著影響人們的舒適、健康和工作效率，越來越受到人們的關注。近 年來，大量的半揮發性有機物（英文縮寫SVOC，例如增塑劑、阻燃劑、殺蟲劑等）被廣泛用于 各類室內材料中，并通過散發等途徑進入室內環境。研究表明，SVOC人體暴露與內分泌激素 失調、小兒哮喘、皮膚過敏、男性精子活力下降、出生缺陷等不良健康效應存在關聯性。由于 極低的飽和蒸汽壓，SVOC易被各種表面（如家具、衣服、墻壁等）吸附，并在人體與該些表 面接觸時傳遞至皮膚表面，形成人體暴露。因此，發展一種快速、準確測量SVOC在不同表面 的吸附特性的裝置，能為準確評估SVOC人體暴露水平提供技術手段。根據吸附理論，SVOC 的吸附特性可由分配系數K來表征。分配系數K指的是吸附達到平衡時，吸附相SVOC濃度 與空氣中氣相SVOC濃度的比值；當空氣中SVOC濃度一定時，固體中SVOC的吸附量可由分 配系數K確定。因此，準確測定SVOC與不同材料的K成為測量SVOC吸附特性的關鍵。
[0003] 現有測量SVOC吸附特性的實驗裝置大多沿用揮發性有機物特性測量中的裝置， 該類裝置所使用的方法通常是將待測吸附材料放入一個長方體或圓柱體的通風艙內，通W 含恒定濃度SVOC的氣流，在實驗艙內營造一個恒定SVOC濃度的環境，監測吸附材料中SVOC 吸附量隨時間的變化，并用理論公式對其進行非線性擬合，從而確定分配系數K。由于通風 艙具有很大的內表面積，且SVOC易于被各種表面吸附，因此在將吸附材料放入實驗艙前， 需要實驗艙內表面與SVOC達到吸附平衡，否則實驗艙內SVOC濃度無法保持恒定，而該個時 間通常為幾天甚至更長，增加了測試周期和成本。使用該類裝置只適用吸附性很弱的揮發 性有機物。此外，使用現有裝置需要測量進出小艙的空氣流量及氣相SVOC濃度，增大了實 驗的復雜性；而且通常而言，氣相SVOC濃度很低，測量誤差大，降低了測試結果的準確性。 此外，在現有裝置中，由于氣流速度通常較小等原因，SVOC的吸附速率一般較小，使得吸附 材料中SVOC達到吸附平衡的時間很長，測試的時間成本很高。 【實用新型內容】
[0004] 本實用新型的目的是為了克服現有裝置的不足之處，提出一種快速測定半揮發性 有機物吸附特性的裝置。本實用新型采用密閉小艙，無需測量氣體流量及氣相SVOC濃度， 結構簡單，操作方便，為測量SVOC與不同材料的分配系數K提供了穩定可調的測試條件；實 驗周期大大縮短，且具有較高的準確性。
[0005] 本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是：
[0006] 一種快速測定半揮發性有機物吸附特性的裝置，其特征在于，該裝置包括兩個固 定板、兩塊散發源材料、兩個分離圓環和吸附材料四種部件；結構上下對稱，吸附材料位于 中央，吸附材料的上下從內到外分別為一個分離圓環、一塊散發源和一個固定板，各部件相 互緊密相連形成密閉實驗艙；分離圓環將散發源和吸附材料隔開，并在圓環內部營造密閉 靜止的吸附環境；散發源的散發面積與吸附材料的吸附面積相等，分離圓環的厚度與內徑 之比<0. 025,W確保散發源的散發面積或吸附材料的吸附面積與分離圓環內壁的表面積之 比 >10。
[0007] 本裝置組裝完后，被置于恒溫恒濕環境中，保證整個測試過程的溫濕度一致。本 裝置可W使SVOC在不受外界氣流條件干擾的情況下由散發源表面自由擴散至吸附材料表 面，繼而吸附到材料表面。經過設定的一段時間后，打開裝置，取出吸附材料，分析吸附材料 中SVOC的吸附量。通過測量不同吸附時間對應的吸附量，并用理論公式對其進行非線性擬 合，可W確定分配系數K。分配系數K即反應了吸附材料對SVOC的吸附特性，K值越大，材 料的吸附能力越大；K值越小，材料的吸附能力就越小。
[000引本實用新型的有益效果是，1)采用密閉實驗小艙，無需測量氣相SVOC濃度，可減 低實驗系統的復雜性，且可避免測量氣相濃度所引入的誤差；2)分離圓環的厚度與SVOC的 吸附速率成反比，選擇較小的厚度可W加快SVOC的吸附速率，縮短測試周期；3)分離圓環 半徑大、厚度小，使內壁的SVOC吸附量可W被忽略；4)不必達到吸附平衡，只需用吸附前期 的數據進行擬合即可（但需SVOC的吸附速率呈明顯減緩趨勢），可大大縮短測試周期；5) 結構簡單小巧，可多次重復利用。
【附圖說明】
[0009] 圖1為本實用新型的一種快速測定半揮發性有機物吸附特性的裝置結構示意圖；
【具體實施方式】
[0010] 下面結合附圖和具體實施例對本實用新型的技術方案進行詳細說明。
[0011] 本實用新型提出的測定半揮發性有機物吸附特性的裝置實施例結構示意圖，如圖 1所示。整個裝置為扁平狀圓柱體。該裝置包括吸附材料1，位于整個裝置的中央，可W為 各類吸附材料制成的均勻圓形平板（直徑IOcm)，如單層衣服、玻璃、混凝±、紙張等；分離 圓環2,共兩個，直徑大而厚度小（外徑IOcm,內徑8畑1，厚度2mm)，由不含SVOC的硬質材 料制成，分別置于吸附材料的上下兩側；散發源3 (被切成直徑IOcm的圓形），可為含不同 SVOC的各類室內材料，如含增塑劑的己締基地板、墻紙等，共兩塊，各置于分離圓環的另一 偵U，SVOC由散發源表面通過自由擴散至吸附材料表面；固定板4(直徑IOcm)，共兩塊，由水 平度較高的材料制成（例如不誘鋼、玻璃纖維等），兩片散發源材料的外側各放置一塊固定 板，在固定板外側施加壓力，使裝置的各部分緊密相連，并使分離圓環內部的空腔形成相對 封閉的空腔，阻隔外界氣流對空腔中空氣的影響。
[0012] 采用本實用新型裝置的測定方法為采用被動吸附方式，SVOC從散發源表面散發 后，在分離圓環2內部的空氣中自由擴散，最終擴散至吸附材料表面，吸附于吸附材料1中。 當分離圓環2的內壁SVOC吸附量可忽略時，SVOC在分離圓環內部空腔的濃度分布可視為 一維線性分布，據此可建立傳質模型并推導出理論公式，用此理論公式對測試結果進行非 線性擬合，即得