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挥发性有机物(volatile organic compounds,VOCs)是指沸点低于260℃的或室温时饱和蒸气压大于71 Pa的有机物,是造成大气污染的主要污染物之一,对人体及动植物产生较大危害。大气中VOCs成分复杂、浓度很低,常需要在仪器分析前进行富集浓缩。超低温空管富集技术在低于-150℃的超低温环境下,不使用任何吸附剂,可高效实现对VOCs无污染、无歧视的全组分捕集和浓缩。目前针对该技术已有少量研究,但仍不够成熟,相关技术还有较多内容需要进一步深入研究,如冷阱、气路、温度、流程等原理结构的设计及优化。本论文在所在团队研制的VOCs吸附浓缩在线监测系统原理样机的基础上,对仪器的气路结构、冷阱结构、实验条件等方面改进优化设计,提升了仪器性能。具体内容如下:1.对二次聚焦过程时补气装置进行设计,改善了高碳VOCs的响应;同时通过更换捕集阱和聚焦阱的材质及加热装置改进,优化冷阱结构,提高冷阱性能。2.通过对VOCs吸附浓缩在线监测系统二次聚焦温度、解析温度、进样量、进样压力、载气流速等条件优化,提高化合物定性、标准曲线线性、重复性、检出限、回收率等仪器性能指标。3.通过改进后的VOCs吸附浓缩在线监测系统对室外环境空气中108种VOCs在线监测,研究了二氧化碳及水分子对空气中VOCs监测的影响,并分析各类VOCs的浓度变化。测试结果表明仪器性能良好,且长期运行无故障,95%的化合物线性系数可达0.99,97%的化合物相对标准偏差(RSD)在10%以下,可用于大气中VOCs在线定性定量的监测。