室内空气净化原理：标准气体制备

为了研究气态污染物的检测方法、净化方法和控制方法等，需要制备相应的标准气体。标准气体的制备方法大致分为两类：一是少量气体的容器灌装制备法；二是连续制备法^11）。表1.1.15为制备的概要。

表1.1.15 室内环境污染相关标准气体的制备方法（堀雅弘）

1.批量制备法

如果需要制备少量标准气体，那么最方便的方法是批量法。该法通常会使用聚酯或氟乙烯材料的5～20L的气袋或1L的玻璃真空瓶。下面介绍其操作方法。

首先，在气袋或真空瓶中预先放入数支特氟龙管（直径1mm，长度10cm）。此时虽然1个气袋也可完成制备，但如果循环使用2个气袋可以更方便袋内气体的搅拌。然后向气袋中通入经过稀释的洁净空气，并使用气体压力表准确控制进气量（不要将气袋完全充满）。如果使用真空瓶，当瓶中气体全部置换为洁净空气后，应将压力减到1/2atm。如果需要稀释的是气体，那么使用气密进样针（10mL以下）或者玻璃注射器（50mL以上）通过硅胶导管注入气体。最后经过搅拌使气体充分混合后将容器放置即可。

如果制备对象是VOC，需要用微量注射器将液态VOC标样（纯度99.9%以上）定量注入容器中，在确认其全部气化后搅拌混合。(https://www.xing528.com)

通过下面的公式可以求出浓度C（mg/m³）：

C=mρ×10³/V （1.47）

式中，m是注入量（μL）；ρ是密度（g/mL）；V是用于稀释的空气量（L）。

2.连续法

像甲烷和一氧化碳这种沸点极低的气体，可以考虑直接购买市场上销售的标准气体钢瓶。但如果标准气体浓度较高，可以用空气气流直接对标准气体气流进行稀释，即通过流量比混合法完成标准气体的制备。对于沸点较低的硫化氢、氨和二氧化氮等浓度较低的气体，可以使用市面上销售的装有标准液化气体的渗透管（保存于冷冻库中）进行制备。对于甲醛标气的制备，首先将纯度为95%的粒状多聚甲醛放入扩散管（内径5～10mm，高度10cm）内，使其在恒温干燥空气气流中产生甲醛，然后使用经过加湿的空气对其进行稀释即可。当然，也可以使用标准气体钢瓶或渗透管等进行制备。

由于市面上销售的典型的VOC标准样品大都是液态的，因此需要将其放入高温扩散管，并经干净空气的稀释从而制备得到标准气体。而对于可塑剂DBP、DOP和杀虫剂等SVOC，由于其自身饱和蒸气压很低，加热后会凝聚形成很容易被吸附到容器内壁上的气溶胶，所以这些化学物质就很难制备出标准气体。