Nafion干燥器除濕技術(shù)在VOC監(jiān)測上的應(yīng)用

(1.中國環(huán)境監(jiān)測總站，北京 100012；2.環(huán)境保護(hù)部宣傳教育中心，北京 100020；3. 美國博純有限公司上海辦事處，上海 201108)

根據(jù)世界衛(wèi)生組織(WHO)的定義，揮發(fā)性有機(jī)化合物(Volatile Organic Compounds, VOCs)是指在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下飽和蒸汽壓較高(標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下大于13.33Pa)、沸點(diǎn)較低、分子量小、常溫狀態(tài)下易揮發(fā)的有機(jī)化合物。主要包括烴類、鹵代烴、氮烴、含氧烴、硫烴及低沸點(diǎn)的多環(huán)芳烴等[1]。廣泛存在于空氣、水和食物中，是繼顆粒物、SO2及NOx之后，受到世界各國普遍重視的大氣污染物[2]。

VOCs不僅對人體健康具有嚴(yán)重的直接危害，同時(shí)作為PM2.5的重要前驅(qū)體和光化學(xué)煙霧的主要組成部分，對復(fù)合大氣污染的形成起著至關(guān)重要的作用[3,4]。

VOCs的監(jiān)測方法國內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)大部分采用氣相色譜(GC)、色譜質(zhì)譜聯(lián)用(GC-MS)和光譜等方法。根據(jù)監(jiān)測對象的不同，可分為環(huán)境大氣、廠界和污染源的VOCs監(jiān)測。但無論如何，樣氣中水蒸氣的存在都對測量造成干擾。

為了避免水汽對VOCs測試的干擾，在環(huán)境大氣VOCs監(jiān)測中普遍采用的是冷凝法、干燥劑和Nafion干燥管法；而污染源VOCs監(jiān)測中，因?yàn)闊煔鉁囟雀咔宜莺亢芨?，則采用了稀釋法、全高溫法、冷凝法及Nafion干燥技術(shù)。

在固定污染源VOCs監(jiān)測中，因?yàn)橐髽託饴饵c(diǎn)≤4℃，冷凝器的冷腔溫度控制在4±2℃范圍內(nèi)，會(huì)造成高沸點(diǎn)有機(jī)物的冷凝和溶于水的有機(jī)物流失；干燥劑容量有限，需人工更換，且干燥劑有可能會(huì)吸附VOCs物質(zhì)；Nafion管不存在有機(jī)物的冷凝、容量有限等問題，可應(yīng)用在分析痕量揮發(fā)性有機(jī)物的分析，及高含濕的固定污染源VOCs監(jiān)測中。但Nafion管本身的特性決定了部分極性有機(jī)物的損失，及在特定情況下會(huì)導(dǎo)致有機(jī)物的重整或裂解，所以直至今日，Nafion管在VOCs監(jiān)測中仍然有很多的領(lǐng)域值得研究與開發(fā)。

1 Nafion干燥管

Nafion膜是美國杜邦(DuPont)公司生產(chǎn)的一種全氟磺酸離子交換膜，它是聚四氟乙烯(Teflon)和全氟-3,6-二環(huán)氧-4-甲基-7-癸烯-硫酸的共聚物[5，6]。Nafion分子及Nafion膜的詳細(xì)特性請參見參考文獻(xiàn)《State of Understanding of Nafion》[7]。

將Nafion樹脂做成管狀膜，就稱為Nafion管。而Nafion干燥器則是由多根Nafion管組成的，結(jié)構(gòu)類似于管式換熱器。

2 Nafion干燥管的除濕機(jī)理

由于Nafion分子結(jié)構(gòu)中的磺酸基具有很高的親水性，所以Nafion管壁吸收的水份，會(huì)從一個(gè)磺酸基向另一個(gè)磺酸基傳遞，直到最終到達(dá)另外一側(cè)的管壁，而水份全部蒸發(fā)到干燥的反吹氣中被帶走，這一現(xiàn)象稱為過蒸發(fā)(Per-vaporation)。

具體的水汽滲透過Nafion干燥管是通過如下3個(gè)步驟完成(假設(shè)管內(nèi)的氣體濕度高于管外的濕度)：(1) 水結(jié)合到Nafion管內(nèi)壁上的一個(gè)活性點(diǎn)，即還沒有吸附水或其它分子的磺酸基；(2) 水汽通過Nafion管內(nèi)壁上由磺酸基形成的離子通道向外壁快速轉(zhuǎn)移；(3) 水汽以氣態(tài)形式直接滲透水汽至周圍氣體中。所以水汽在Nafion管中轉(zhuǎn)移是一個(gè)吸附-滲透-脫附的過程[8]。

圖1為Nafion管除濕機(jī)理示意圖，圖2為Nafion干燥器干燥過程示意圖。

圖1 Nafion管除濕機(jī)理示意圖

圖2 Nafion干燥器除濕過程示意圖

Nafion管除濕的驅(qū)動(dòng)力是管內(nèi)外的水汽壓力梯度(即濕度差)，而非壓力差或溫度差。因?yàn)榧词筃afion管內(nèi)壓力低于其周圍的壓力，Nafion管照樣能對氣體進(jìn)行干燥。只要管內(nèi)外濕度差存在，水蒸氣的遷移就始終進(jìn)行，因此需要干燥、潔凈、連續(xù)的反吹氣(空氣或氮?dú)?在Nafion管的另一側(cè)反吹。通常反吹氣流量為濕樣氣流速的2～3倍[9]。

Nafion是一種惰性材料，影響除濕效果的因素主要是壓力和溫度。

2.1 壓力的影響

Nafion管內(nèi)外的壓力差對Nafion干燥管除濕性能沒有實(shí)質(zhì)性的影響。Nafion管既比較堅(jiān)硬，又有韌性。當(dāng)承受較大正壓力時(shí)，有較高的爆裂點(diǎn)(為1 MPa左右)。正壓力會(huì)使Nafion管稍微膨脹，使表面積增大，從而稍微提高除濕性能。承受的壓力限度與干燥器外管的材料有關(guān)。根據(jù)設(shè)計(jì)，各種樣式的Nafion管都能承受10MPa的壓力。而負(fù)壓則會(huì)使Nafion管塌陷變形，阻塞樣品的流動(dòng)，降低干燥或除濕效率。引入樣品時(shí)的最小壓力應(yīng)為1kPa，否則需給干燥器加熱。低壓力會(huì)使Nafion管收縮，減小表面積，降低除濕效率，甚至使管完全塌陷。因此建議Nafion干燥管內(nèi)外樣氣和反吹氣的壓差最好控制在±50kPa，并同時(shí)保持正壓或負(fù)壓。

2.2 溫度的影響

升高溫度會(huì)提高水分子遷移的初始速率。對Nafion干燥管來說，在工作溫度范圍內(nèi)，每升高10℃ ，吸水的初始速率提高1倍。也就是說，溫度越高，管內(nèi)水蒸汽的壓強(qiáng)就會(huì)越迅速地與管外水蒸汽的壓強(qiáng)達(dá)到平衡，氣體干燥也就越快。

其次，溫度與管壁內(nèi)外水蒸汽壓強(qiáng)平衡點(diǎn)有關(guān)。用Nafion管進(jìn)行干燥，管壁內(nèi)外必須存在水蒸汽壓力梯度。當(dāng)?shù)竭_(dá)平衡點(diǎn)時(shí)，壓強(qiáng)梯度消失，干燥過程停止。如果管外的水蒸汽壓為零，管內(nèi)水蒸汽壓最終也應(yīng)為零。但這是一個(gè)不可能達(dá)到的理想狀態(tài)。管內(nèi)總會(huì)存在一部分殘留水，因?yàn)榛撬峄鶊F(tuán)不會(huì)釋放出所有水分子。殘余的水量取決于溫度，溫度越高，殘余水越多。也就是說，溫度越高，Nafion管的除濕效率就越低，處理完的樣氣的含濕量就越高。室溫(20℃)下，管內(nèi)殘水量所對應(yīng)的露點(diǎn)約為-45℃(殘水量約為75μmol/mol )。理論上Nafion管出口樣氣露點(diǎn)最低可達(dá)-45℃，但這取決于反吹氣體的露點(diǎn)溫度。通常，如果干燥后的壓縮空氣或儀表風(fēng)露點(diǎn)為-10℃的話，Nafion管出口處的樣氣露點(diǎn)可控制在0～ -5℃范圍內(nèi)[10]。

在工作溫度范圍內(nèi)，在室溫基礎(chǔ)上每升高1度，達(dá)到平衡時(shí)的露點(diǎn)也相應(yīng)升高1度。在-20～50℃，Nafion管中殘留的水分和溫度存在著這樣一個(gè)熱力學(xué)關(guān)系[11]：

logPWN=-3580/T+10.02

式中PWN為膜的水分的蒸汽壓(mTorr)，T為環(huán)境溫度(K)。

從式中可以看出，在高的工作溫度下，Nafion干燥管開始時(shí)干燥速度比較快，但在達(dá)到一個(gè)較高的露點(diǎn)后會(huì)停止干燥(達(dá)到平衡)。因此在Nafion管兩端應(yīng)該存在溫度梯度。在樣品入口處應(yīng)保持較高溫度，使水處于蒸汽狀態(tài)，有比較快的初始傳輸速率，以便排除盡可能多的水。在樣品出口處溫度應(yīng)該降低，因?yàn)闇囟仍降停瑐鬏斔衷缴?，露點(diǎn)越低。所以，在室溫下樣品出口處的溫度應(yīng)能使水冷凝，以達(dá)到最好的除濕效率。

Nafion材料的熱分解溫度在280℃附近，此時(shí)Nafion會(huì)失去-SO3H，從而失去其除濕作用。實(shí)際上，在200℃的高溫下，Nafion管的除濕效率就會(huì)受到很大影響。所以，Nafion干燥管的最高工作溫度以150℃為宜。在為VOCs等除濕時(shí)，工作溫度應(yīng)控制在110℃或更低。因?yàn)镹afion是一種強(qiáng)酸性催化劑，當(dāng)工作溫度高于110℃時(shí)，會(huì)催化某些有機(jī)氣體發(fā)生副反應(yīng)。

3 Nafion干燥管在VOC監(jiān)測上的應(yīng)用

Nafion管已廣泛應(yīng)用于VOC監(jiān)測方面。Nafion 管可以保留大部分無機(jī)氣體(水和氨氣除外)、烷烴、鹵代烴、全氟酸和氟化物、大部分脂類、一些醛類和水不溶醚類，但是，胺類、大部分酮類和水溶性的醚類容易被去除。

根據(jù)研究，只有三類化合物能夠直接滲透過Nafion干燥管：a. 氣態(tài)水(H-OH)；b. NH3(與水生成NH4-OH)；c. 醇類(R-OH，R為其它官能團(tuán))。這三類化合物有一個(gè)共同的官能團(tuán) -羥基(-OH)，說明只有帶羥基官能團(tuán)的氣體化合物能滲透出Nafion干燥管，這是因?yàn)榱u基和Nafion膜內(nèi)的磺酸基發(fā)生了結(jié)合。

除了以上三類帶羥基的氣態(tài)化合物能滲透出Nafion干燥管，其它能夠轉(zhuǎn)化為醇類的有機(jī)化合物也可以滲透出Nafion干燥管。例如醛類(R-H-C=O)和酮類(R1-R2-C=O)，均可以發(fā)生烯醇化反應(yīng)。醛類和酮類中的羧基能在Nafion這一酸性催化劑的催化下和水反應(yīng)生成醇類，當(dāng)然，這是一個(gè)可逆反應(yīng)：C=O + H2O ?HO-C-OH。這就解釋了為什么醛類和酮類同樣能夠滲透出Nafion干燥管的原因，此時(shí)Nafion的作用是酸性催化劑。醛類和酮類在Nafion管中的滲透率取決于在Nafion管中的反應(yīng)條件，主要是溫度和水含量。樣氣中水份含量越高，溫度越高，轉(zhuǎn)化率及滲透率越高，反之亦然。

當(dāng)然，如果氣態(tài)化合物本身還含有二價(jià)鍵(如烯烴C=C)和三價(jià)鍵(如炔烴)，在高溫、高濕的情況下還會(huì)被催化成為相應(yīng)的醇類，也會(huì)滲透出Nafion干燥管。當(dāng)然，這種反應(yīng)在常溫大氣測試中是不會(huì)發(fā)生的。

3.1 環(huán)境VOC監(jiān)測

1974年，Bertsil B. Baker, JR.就研究了Nafion干燥器(MD-070-24P)和紅外分析儀配合測試大氣中微量物質(zhì)，該研究大體確定了在Nafion干燥管中可以保留及溢出的氣態(tài)物質(zhì)并進(jìn)行了簡單的分類，具體見表1[12]。

表 1 Nafion干燥管保留或溢出化學(xué)物質(zhì)簡單分類表

1982年，Robert D. Cox采用高靈敏度氣相色譜儀器對大氣中的微量有機(jī)物進(jìn)行了研究，同時(shí)采用PID/FID進(jìn)行對比測試。該研究證明：在GC分析μg/L級濃度的VOC有機(jī)物時(shí)，前面采用Nafion干燥器(MD-110-24P)除濕效果良好[13]。

1983年，Burns對Nafion干燥器(MD-110-24F)在VOC除濕方面進(jìn)行了測試，認(rèn)為某些極性化合物會(huì)損失，且損失率無法確認(rèn)；同時(shí)會(huì)對某些化合物進(jìn)行重整等。因此，在這些測試極性化合物的場合，Nafion干燥器不適合[14]。

1987年，美國EPA(Environmental Protection Agency)進(jìn)行了Nafion干燥器(MD-110-24F)在GC分析儀測試大氣VOC中除濕效果及對氣體有機(jī)物保留的測試，其結(jié)論為：采用Nafion干燥器除濕，可大大提高樣氣除濕效率。部分極性有機(jī)氣體會(huì)隨著水汽滲透過Nafion干燥器，但是該實(shí)驗(yàn)測試的15種有機(jī)氣體是全部保留的。如不采用除濕技術(shù)，水會(huì)集聚并造成水阱，繼而導(dǎo)致色譜柱的堵塞，對分析造成極大的負(fù)面影響[15]。

1995年Qing Gong[16]等研究了C2-C10烴類有機(jī)物在Nafion干燥器(MD-070-24F)上的損失：C2-C10烴類有機(jī)物，C2-C3的烯烴、烷烴、環(huán)烷烴、芳烴不受影響而C4-C6的烯烴(除了環(huán)烯烴)被重整，1-烯烴、順式-烯烴和異戊二烯被消耗掉，2-烯烴和反式-烯烴的含量增加。

1996年 Barbara Zielinska[17]等研究在非甲烷總烴(NMHC)的監(jiān)測上采用Nafion干燥器(MD-110-24F)除水，NMHC的含量下降10～20%，具體見表2。

表2 Nafion干燥器(MD-110-24F)使用前后NMHC、石油烴、烯烴、芳香烴的濃度變化

在大氣VOC監(jiān)測中，Nafion干燥器可以應(yīng)用于監(jiān)測非極性物質(zhì)上如烷烴、氯代烴芳烴和低碳的烯烴上。

之后，美國EPA頒布了TO-14A標(biāo)準(zhǔn)，如今已是第二版了[18]。該標(biāo)準(zhǔn)推薦采用Nafion干燥器作為VOC分析儀前的樣氣除濕技術(shù)，主要是用來分析39種有毒有害揮發(fā)性有機(jī)物氣體，該39種物質(zhì)全部為非極性有機(jī)物，如表3所示。同時(shí)，ASTM D5466標(biāo)準(zhǔn)也推薦了Nafion干燥器和冷阱吸附后升溫?zé)峤馕龅姆椒ā?/p>

表3 TO-14A目標(biāo)分析物

但該TO-14A標(biāo)準(zhǔn)也指出：某些和水分子類似的極性有氣態(tài)化合物能如同水汽一樣，滲透過Nafion干燥管，如果是這樣的話，可采用TO-15的替代方法進(jìn)行樣氣除濕處理。TO-15可分析的目標(biāo)化合物多達(dá)97種，包括極性化合物[19]。

EPA專門對TO-14A和TO-15的差異進(jìn)行了詳細(xì)的說明，無論是選擇TO-14A，還是TO-15，必須考慮被檢測化合物的極性及檢測精度[20]。

美國EPA頒布的關(guān)于臭氧前驅(qū)體取樣技術(shù)支持文件詳細(xì)說明了Nafion干燥器的除濕機(jī)理、效果(可去除80～95%的水份)及使用方法(例如加熱燈)。但也詳細(xì)說明了Nafion干燥器對部分極性VOC物質(zhì)(例如有機(jī)胺類、酮類、醇類和部分酯類)的損失。這些極性物質(zhì)的損失會(huì)導(dǎo)致在大氣中監(jiān)測TNMOC(總非甲烷有機(jī)碳化物)約20～30%的負(fù)誤差。Nafion干燥器還會(huì)造成單萜的分子結(jié)構(gòu)異構(gòu)重組(例如á-蒎烯和-蒎烯)，但不會(huì)影響異戊二烯。同時(shí)，烴類、鹵代烴、非水溶性酯類、部分醛類及部分醚類不受Nafion干燥器影響，并在Nafion干燥器中予以保留[21]。

因?yàn)镻erkins Elmer的自動(dòng)GC系統(tǒng)在測試PAMS中一直使用Nafion干燥器(MD-110-24F)，所以美國EPA在TO-14A的基礎(chǔ)上，專門對此進(jìn)行了研究[22]。研究主要分兩個(gè)方面：(1) 考察Nafion干燥器的除濕效率，結(jié)果比較令人滿意；(2)考察PAMS列表的有機(jī)物在Nafion干燥器中的保留率。有兩個(gè)結(jié)論：a. 在室溫環(huán)境下，PAMS監(jiān)測中除以下幾種化合物會(huì)受到影響外，其它PAMS化合物不會(huì)受影響：①α-蒎烯；②β-蒎烯；而在有其它化合物存在的情況下，③2-甲基-1-戊烯④苯乙烯的濃度會(huì)明顯降低；⑤甲基叔丁基醚，以上物質(zhì)會(huì)滲透過Nafion管而丟失。b. 在室溫時(shí)使用Nafion干燥器除濕的問題相對較少，但是在高濕的情況下如果加熱Nafion干燥器，則會(huì)對C4-C6的化合物有較大的影響。例如，C4(除了環(huán)烯烴)的烷烴會(huì)發(fā)生分子結(jié)構(gòu)重組，但碳量不發(fā)生改變；C5中的異戊二烯會(huì)損失，但碳數(shù)量也隨之損失了；而在測試C6的烷烴時(shí)，會(huì)發(fā)生未知的鄰近的有機(jī)物譜峰。所以，該研究報(bào)告建議在PAMS監(jiān)測過程中，最好避免加熱Nafion干燥器。

3.2 污染源VOC監(jiān)測

在美國的固定源VOCs排放總量中，使用混合溶劑和表面涂層涂覆的VOCs排放占44%。排列在前14位的物質(zhì)分別是甲苯、甲醛、二氯甲烷、氯仿、乙烯、鄰二甲苯、苯、間二甲苯、氯乙烯、對二甲苯、氯苯、乙酸、三氯三氟乙烷和三氯乙烯[23]。由此可見，大部分物質(zhì)能被Nafion干燥管保留，但是甲醛、乙酸會(huì)發(fā)生損失。

美國EPA固定廢氣VOCs監(jiān)測標(biāo)準(zhǔn)主要為Method 18、25、25A和25B[24-27]，分析結(jié)果均用總有機(jī)碳(Total Organic Carbon, TOC)以體積分?jǐn)?shù)μg/L表示。其中現(xiàn)場直接接在線分析儀，或稀釋取樣后接在線分析儀的方法為18、25A、25B。美國EPA的固定廢氣VOCs監(jiān)測基本上還是參考了環(huán)境大氣的取樣方法，但在我國的固定污染源在線監(jiān)測過程中，采集測試的樣品較環(huán)境大氣差異很大，因此，美國EPA方法在中國的適用性需要重新考量。

我國固定廢氣VOCs采樣分析的環(huán)境條件相對惡劣，儀器設(shè)備將長期在高污染、高負(fù)荷條件下運(yùn)行，且污染源排放廢氣VOCs濃度較高，要求儀器的測量范圍覆蓋更寬；因此，固定污染源廢氣VOCs在線監(jiān)測系統(tǒng)在長期運(yùn)行穩(wěn)定性和準(zhǔn)確測試的可靠性方面均提出了更高的要求，需要配置符合污染源監(jiān)測需求的采樣和分析部件[28]。

固定污染源排放廢氣高溫、高濕、高粉塵、強(qiáng)腐蝕性等惡劣的環(huán)境條件是各種污染物在線監(jiān)測系統(tǒng)所必須面對的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。經(jīng)過工藝生產(chǎn)過程，固定污染源排放VOCs廢氣中一般含有各種固態(tài)、液態(tài)雜質(zhì)，且多帶粘性；針對污染源廢氣復(fù)雜的監(jiān)測介質(zhì)，保證采集和預(yù)處理的樣品不失真，保證系統(tǒng)監(jiān)測分析的結(jié)果真實(shí)反映污染源VOCs排放情況時(shí)固定污染源廢氣VOCs在線監(jiān)測技術(shù)的難點(diǎn)和重點(diǎn)。

固定污染源排放廢氣VOCs通常伴隨著大量的氣態(tài)水份，而水不僅會(huì)造成樣品在采集和傳輸過程中損失，更會(huì)對測量造成嚴(yán)重干擾。常用的冷凝除水技術(shù)在去除水份的同時(shí)，也會(huì)除掉一部分高沸點(diǎn)的VOCs，造成測試樣品氣體的失真。因此，VOCs-CEMS一般采用以下3種采樣技術(shù)：

(1)Nafion干燥器氣態(tài)除水技術(shù)。該技術(shù)能保證水份在氣態(tài)情況下去除，但在去除的過程中盡可能地保留樣氣中待測氣體的組分。該技術(shù)適用于涂裝行業(yè)、化工行業(yè)等排放廢氣濕度較大、且廢氣腐蝕性非常強(qiáng)的情況。但是必須關(guān)注：①廢氣中的NH3會(huì)對Nafion管造成不可逆的損壞，建議NH3濃度低于1μg/L，否則必須在Nafion干燥器前加裝除氨器；②Nafion干燥器的加熱溫度最好≤110℃，否則會(huì)超過Nafion管的耐溫極限，導(dǎo)致使用壽命縮短；③ Nafion干燥器對樣氣、反吹氣中的油霧含量、顆粒物濃度等都有一定的要求，例如油霧含量要求小于0.001μg/L，顆粒物粒徑小于1μm，否則會(huì)污染Nafion干燥器。

(2)全程高溫采樣進(jìn)樣技術(shù)。從采樣探頭到分析儀，全程采用高溫120～180℃進(jìn)行伴熱，防止了樣品冷凝損失；

(3)稀釋采樣技術(shù)。通過使用經(jīng)嚴(yán)格預(yù)處理的干態(tài)零氣對樣氣進(jìn)行稀釋(稀釋比一般為50～200)，大大減少樣品氣體中的水分含量，消除水份對分析的干擾和影響。

相比起全程高溫和稀釋采樣技術(shù)，Nafion干燥器除濕技術(shù)適用于高濕、廢氣腐蝕性非常強(qiáng)的場合，但是務(wù)必注意Nafion干燥器的適用邊界條件，和其對極性VOCs物質(zhì)的損失，及在高溫、高濕條件下對某些惰性VOCs物質(zhì)的酸性催化重整等作用?？紤]到GC等分析儀的采樣流量較低，大多≤0.5LPM，那么Nafion單管干燥器MD-110-24F就可以基本滿足其除濕要求了，和冷凝器相比，成本不高。

4 結(jié)論

(1) Nafion 膜是美國杜邦(DuPont)公司生產(chǎn)的一種全氟磺酸離子交換膜，它是聚四氟乙烯(Teflon)和全氟-3,6-二環(huán)氧-4-甲基-7-癸烯-硫酸的共聚物。每個(gè)磺酸基團(tuán)最多可以水合13個(gè)水分子，其除濕的驅(qū)動(dòng)力為Nafion管內(nèi)外的水汽壓力梯度(即濕度差)；

(2)Nafion干燥管的除濕效果受壓力與溫度的影響。Nafion管都能承受10MPa的壓力，建議Nafion干燥管內(nèi)外樣氣氣和反吹氣的壓差最好控制在±50KPa范圍內(nèi)；升高溫度會(huì)提高水分子在Nafion管內(nèi)遷移的初始速率，在高的工作溫度下，Nafion干燥管開始時(shí)干燥速度比較快，但在達(dá)到一個(gè)較高的露點(diǎn)后會(huì)停止干燥(達(dá)到平衡)。因此在Nafion管兩端應(yīng)該存在溫度梯度。在室溫下樣品出口處的溫度應(yīng)能使水冷凝，以達(dá)到最好的除濕效率；

(3) 在環(huán)境大氣VOC監(jiān)測方面，Nafion干燥器已廣泛應(yīng)用。Nafion 管可以保留大部分無機(jī)氣體(水和氨氣除外)、烷烴、鹵代烴、全氟酸和氟化物、大部分脂類、一些醛類和水不溶醚類，但是，胺類、大部分酮類和水溶性的醚類容易被去除。美國EPA TO-14A標(biāo)準(zhǔn)推薦采用Nafion干燥器對39種非極性的VOCs物質(zhì)進(jìn)行除濕，所以在環(huán)境大氣VOC監(jiān)測時(shí)，必須考慮被檢測化合物的極性及檢測精度，從而確定是否采用Nafion干燥器進(jìn)行除濕；

(4) 對臭氧前驅(qū)體的監(jiān)測中，58種目標(biāo)氣體中有5種會(huì)在常溫Nafion干燥器中發(fā)生損失，其它的均可以保留，但是在PAMS的監(jiān)測過程中，最好避免加熱Nafion干燥器；

(5) 在固定污染源排放VOCs廢氣監(jiān)測方面，相比起全程高溫和稀釋采樣技術(shù)，Nafion干燥管除濕技術(shù)適用于高濕、廢氣腐蝕性非常強(qiáng)的場合，但是務(wù)必注意Nafion干燥器的適用邊界條件，和其對極性VOCs物質(zhì)的損失，及在高溫、高濕條件下對某些惰性VOCs物質(zhì)的酸性催化重整等作用。相比起冷凝器，Nafion干燥器的成本不高。

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