Stabilität Gase in Gasprobenbeutel

Close up polypropylene fitting

Gasbeutel (Probenahmebeutel) werden seit vielen Jahren verwendet, um Stichproben von Gas- und Dampfschadstoffen in der Luft zu sammeln.
Ursprünglich für die Industrie entwickelt, sind Probenahmebeutel auch in Umweltanwendungen beliebt geworden, darunter:
(1) Untersuchungen zu Geruchsbeschwerden bei Fabriken, Raffinerien und Abwasseraufbereitungsanlagen,
(2) Probenahme von Materialien mit hohem Dampfdruck, bei denen feste Sorptionsmittel ungeeignet sind,
(3) Probenahme auf Deponien, und
(4) Transport und Vorbereitung von Kalibrierstandards für direkt ablesbare Instrumente und Gaschromatographen.

Haftungsausschluss: Informationen auf dieser Seite stammen unter anderem aus einem Bericht, geschrieben von Linda Coyne, Cindy Kuhlman und Nicole Zovak von SKC Inc. Der ursprüngliche Titel dieses Berichts lautet: The Stability of Sulphur Compounds, Low Molecular Weight Gases, and VOCs in Five Air Sample Bag Materials. Wir (smelltest.eu) beanspruchen keine Urheberschaft für diesen Bericht.

Wie lange bleiben Gasproben in Tedlar-Beuteln stabil?

In den untenstehenden Tabellen können Sie nachlesen, wie lange verschiedene Gase in Tedlar-Beuteln, aber auch in anderen Arten von Gasbeuteln, stabil bleiben. Wir haben versucht, diese Übersicht so vollständig wie möglich zu gestalten. Möchten Sie ein Gas beproben, das auf dieser Seite nicht genannt ist, nehmen Sie bitte Kontakt mit uns auf, damit wir prüfen können, ob wir auch dafür Stabilitätsdaten haben. Dies ist möglich über info@medi-sense.nl oder das Kontaktformular auf unserer Website.

Vergleich von Gasbeuteln

In diesem Bericht werden die folgenden Beutel verglichen:

Die Beutel werden auf ihre Wirksamkeit beim Einschluss von 32 flüchtigen organischen Verbindungen (VOCs) bewertet. Die VOCs umfassten eine breite Klassifizierung von Chemikalien, darunter aromatische und aliphatische Kohlenwasserstoffe, chlorierte Kohlenwasserstoffe, Ketone, Acetate und Alkohole.
Einige Folien wurden außerdem auf ihre Zwei-Tage-Stabilität beim Einschluss von 20 Schwefelverbindungen und Verbindungen mit niedrigem Molekulargewicht wie Ammoniak, Kohlenmonoxid (CO), Kohlendioxid (CO₂), Methan, Schwefelhexafluorid (SF₆) und Schwefeldioxid untersucht.

Stabilitätsdatentabellen

Tabelle 1, Stabilität von VOCs in fünf verschiedenen Probenbeuteln (% Rückgewinnung)
VerbindungMolekulare FormelSamplePro FlexFilmSamplePro PVDFFlexFoil PLUSFluoroFilm(FEP)Tedlar PVF
SamplePro FlexFilmKynar Bags PVDFMulti-Foil BagsTeflon FEP BagsTedlar Bags PVF
Tage 1Tage 2Tage 1Tage 2Tage 1Tage 2Tage 1Tage 2Tage 1Tage 2
AcetonC₃H₆O96,788,981,669,89997,889859995
AcetonitrilC₂H₃N6955,15536,394,284,565427466
AcrylonitrilC₃H₃N76,162,25954,198,299,577599080
AllylchloridC₃H₅Cl95,691,995,790,898,595,6928910294
BenzolC₆H₆9695,2847893,198,2937910498
BromethanC₂H₅Br95,290,994,595,495,298888699100
1,3-ButadienC₄H₆80869092899284739995
ButanC₄H₁₀919693100868894949894
ButylacetatC₆H₁₂O₂85,191,871,659,688,188,77266104102
TetrachlorkohlenstoffCCl₄10194,39995,399,1959591104102
ChloroformCHCl₃98,795,997,595,496,297,196939895
1,2-DichlorethanC₂H₄Cl₂91,582,984809288897910097
DichlorpropanC₃H₆Cl₂86,276,710199,999,398,59086105101
EthylacetatC₄H₈O₂ (of CH₃COOC₂H₅)94,995,483,574,510097,394949896
EthylenC₂H₄104100101104108949994100102
HeptanC₇H₁₆96,71069386,999,21018887100100
HexanC₆H₁₄9998,997,310195,899,49895101101
IsooctanC₈H₁₈ (2,2,4-Trimethylpentane)10097,999,196,987,586,1979610097
IsopropylalkoholC₃H₈O99,191,797,490,51011001029810199
MethyläthylketonC₄H₈O96,295,870,463,396,510190839998
MethylenchloridCH₂Cl₂93,287,210194,598,7101847710297
Methyl-tert-butyletherC₅H₁₂O99,299,1969892889997101101
OctanC₈H₁₈10498,71059198,493,1918410097
PerchlorethylenC₂Cl₄94,884,99387,385,382,4816910594
PropylenC₃H₆ (of CH₂=CHCH₃)10099100,897,198,697,99791103104
PropylenoxidC₃H₆O93,390,191,884,410210194899695
TetrahydrofuranC₄H₈O96,793,691,884,810199,39088103100
ToluolC₆H₅CH₃10792,977,876,290,591,581749692
1,1,1-TrichlorethanCH₃CCl₃94,993,696,794,686,584,610097104101
TrichlorethylenC₂HCl₃92,482,995,189,193,794,68069104103
VinylidenchloridCCl₂CH₂95,691,898,896,298,399,59692102100
p-XylolC8H10 (or C6H4 (CH3)2)85,982,76949978976658983
Tabelle 2, Stabilität von Schwefelverbindungen in vier verschiedenen Beuteln (% Rückgewinnung)
CompoundMolecular formulaSamplePro FlexFilmSamplePro PVDFFlexFoil PLUSFluoroFilm(FEP)
SamplePro FlexFilmKynar Bags PVDFMulti-Foil BagsTeflon FEP Bags
Tag 1Tag 2Tag 1Tag 2Tag 1Tag 2Tag 1Tag 2
n-ButylmercaptanC₄H₉SH69,55062,539,847,85074,560,2
tert-Butylmercaptan(CH₃)₃CSH92,592,596,88591,498,88678
KohlenstoffdisulfidCS₂8074,188,377,758,954,458.3*35.6*
CarbonylsulfidOCS126.0*135.0*93.3*80.0*98.9*108.0*82.9*71.2″
DiethyldisulfidC₂H₅–S–S–C₂H₅68,254,153,336,711,112,262,949,5
DiethylsulfidC₂H₅–S–C₂H₅88,283,984,271,625,613,37866
DimethyldisulfidCH₃–S–S–CH₃77,369,377,359,142,244,47462
DimethylsulfidCH₃–S–CH₃90,989,889,178,381,474,47769
2,5-DimethylthiophenC₆H₈S68,654,748,933,31415,56045,3
EthylmercaptanC₂H₅SH81,376,9887592,197,87865
EthylmethylsulfidCH₃–S–C₂H₅88,283,993,378,952,2407768
2-EthylthiophenC₆H₈S72,26065,145,817,817,86553
SchwefelwasserstoffH₂S7.8*2.2*73,146,2104,410272,247,8
Isobutylmercaptan(CH₃)₂CHCH₂SH81,369,281,56262,264,48367
Isopropylmercaptan(CH₃)₂CHSH89,28690,477,792,998,88474
MethylmercaptanCH₃SH78.9*67.8*8773,993,41027457
3-MethylthiophenC₅H₆S75,965,567,550,632326753
n-PropylmercaptanC₃H₇SH807084,664,877,882,27966
TetrahydrothiophenC₄H₈S79,670,4571,653,4007156
ThiophenC₄H₄S81,675,980,764,861,162,27664
Tabelle 3, Hintergrunddaten zu den Filmen/Folien
VerbindungMolekulare FormelSamplePro FlexFilmSamplePro PVDFFlexFoil PLUSFluoroFilm(FEP)
SamplePro FlexFilmKynar Bags PVDFMulti-Foil BagsTeflon FEP Bags
Tage 1Tage 2Tage 1Tage 2Tage 1Tage 2Tage 1Tage 2
n-ButylmercaptanC₄H₉SHNDNDNDNDNDNDNDND
tert-Butylmercaptan(CH₃)₃CSHNDNDNDNDNDNDNDND
SchwefelkohlenstoffCS₂NDNDNDNDNDND6,59
KohlenstoffsulfidOCS466811135,7104,45,9
DiethyldisulfidC₂H₅–S–S–C₂H₅NDNDNDNDNDNDNDND
DiethylsulfidC₂H₅–S–C₂H₅NDNDNDNDNDNDNDND
DimethyldisulfidCH₃–S–S–CH₃NDNDNDNDNDNDNDND
DimethylsulfidCH₃–S–CH₃NDNDNDNDNDNDNDND
2,5-DimethylthiophenC₆H₈SNDNDNDNDNDNDNDND
EthylmercaptanC₂H₅SHNDNDNDNDNDNDNDND
EthylmethylsulfidCH₃–S–C₂H₅NDNDNDNDNDNDNDND
2-EthylthiophenC₆H₈SNDNDNDNDNDNDNDND
SchwefelwasserstoffH₂S2022NDNDNDNDNDND
Isobutylmercaptan(CH₃)₂CHCH₂SHNDNDNDNDNDNDNDND
Isopropylmercaptan(CH₃)₂CHSHNDNDNDNDNDNDNDND
MethylmercaptanCH₃SH914NDNDNDNDNDND
3-MethylthiophenC₅H₆SNDNDNDNDNDNDNDND
n-PropylmercaptanC₃H₇SHNDNDNDNDNDNDNDND
TetrahydrothiophenC₄H₈SNDNDNDNDNDNDNDND
ThiophenC₄H₄SNDNDNDNDNDNDNDND
Tabelle 4, die Stabilität von Ammoniak, Kohlenmonoxid, Kohlendioxid, Methan, Schwefelhexafluorid und Schwefeldioxid in fünf verschiedenen Beuteln (% Rückgewinnung)
VerbindungMolekulare FormelSamplePro FlexFilmSamplePro PVDFFlexFoil PLUSFluoroFilm(FEP)Tedlar PVF
SamplePro FlexFilmKynar Bags PVDFMulti-Foil BagsTeflon FEP BagsTedlar Bags PVF
Tage 1Tage 2Tage 1Tage 2Tage 1Tage 2Tage 1Tage 2Tage 1Tage 2
AmmoniakNH₃1810662716859286237
KohlenmonoxidCO1001001009010010090509090
KohlendioxidCO₂10090100100991009050100100
MethanCH₄969210010199100847210199
SchwefelhexafluoridSF₆10499,896,89298,193,296,492,894,793,2
SchwefeldioxidSO₂80676753003308067

Stabilität von Gasen in den Beuteln

Während der Untersuchung wurden Tests mit 1-Liter-Beuteln aus jeder Folienart durchgeführt, die jeweils mit einem einzelnen Polypropylen-Fitting ausgestattet waren. VOCs wurden getestet, indem bekannte Volumina der Probe in die mit Stickstoff gefüllten Beutel injiziert wurden. Die Konzentrationen variierten je nach Probe zwischen 200 und 300 ppm. Die Beutel wurden 20 bis 30 Minuten lang äquilibriert. Die Analyse erfolgte an Tag 0, Tag 1 und Tag 2, indem 100 µl einer Gasprobe aus dem Beutel entnommen und direkt in ein Gaschromatograph (GC) mit Flammenionisationsdetektor (FID) injiziert wurden.

Schwefelverbindungen wurden bei Air Toxics Inc. unter Verwendung eines zertifizierten Zylinders getestet, der 20 Schwefelverbindungen in Stickstoff enthielt. Die Testkonzentration jeder Verbindung lag bei einem niedrigen Niveau von 90 ppb, da es sich hauptsächlich um eine Umweltanwendung handelt. Die Beutel wurden etwa 2 Stunden lang äquilibriert. Die Analyse wurde an Tag 1 und Tag 2 durchgeführt. Die Proben wurden nach der ASTM-Standardtestmethode D-5504 mit einem Gaschromatographen analysiert, der mit einem Schwefel-Chemilumineszenzdetektor (SCD) ausgestattet war. Die Methode umfasste die direkte Injektion der Luftprobe in den GC über eine feste Probenahmeschleife von 2,0 ml.

Ammoniak, Kohlendioxid, Kohlenmonoxid, Methan, Schwefelhexafluorid (SF₆) und Schwefeldioxid wurden mit zertifizierten Scotty-17-Zylindern getestet. Die Konzentrationen in den Zylindern betrugen jeweils 50 ppm, 50 ppm, 1000 ppm, 5000 ppm, 1 ppm und 20 ppm für diese Verbindungen. Die Beutel wurden mit den einzelnen Testgasen gefüllt und 20 bis 30 Minuten lang äquilibriert. Die Analyse wurde an Tag 0, Tag 1 und Tag 2 durchgeführt. Ammoniak, Kohlendioxid, Kohlenmonoxid und Schwefeldioxid wurden mit Dräger®-Farbdetektionsröhrchen analysiert. Methan wurde durch Extraktion von 100 µl Gasprobe aus dem Beutel analysiert und in einen Gaschromatographen mit Flammenionisationsdetektor injiziert. Schwefelhexafluorid wurde mit einem GC mit Elektroneneinfangdetektor (ECD) analysiert.

Ergebnisse und Diskussion

Beurteilungen von Beuteln sollten sowohl die Stabilität als auch Hintergrundinformationen umfassen, da beides kritische Faktoren bei der Sammlung von Gas- und Dampfproben in der Luft sind. Die VOC-Stabilitätsdaten für die 5 getesteten Folien werden in Tabelle 1 dargestellt. SamplePro FlexFilm, FlexFoil PLUS, SamplePro PVDF (Kynar® PVDF) und Tedlar-Beutel zeigten eine gute VOC-Stabilität; der gesamte VOC-Hintergrund lag bei FlexFilm, FlexFoil PLUS und PVDF (Kynar® PVDF) im mittleren ppb-Bereich oder darunter. FluoroFilm FEP hatte einen vernachlässigbaren VOC-Hintergrund, aber die chemische Stabilität war nach 2 Tagen Lagerung schlecht. Auf Grundlage der Ergebnisse dieser Studie wären SamplePro FlexFilm, FlexFoil PLUS, SamplePro PVDF (Kynar® PVDF) und Tedlar die besten Optionen zur Probenahme von VOCs.

Zwanzig Schwefelverbindungen wurden mit vier verschiedenen Beutelfolien getestet. Tabelle 2 zeigt die Stabilität der Verbindungen in jeder Folie, und Tabelle 3 zeigt Hintergrunddaten für die Folien. SamplePro FlexFilm zeigte hohe Hintergrundwerte für Schwefelwasserstoff und Carbonylsulfid; diese Folie sollte nicht verwendet werden, um die getesteten Verbindungen auf ppb-Niveau zu sammeln. FlexFoil PLUS hatte einen niedrigen Hintergrund und zeigte die beste Gesamtstabilität für Schwefelwasserstoff und Carbonylsulfid. Obwohl der Carbonylsulfid-Hintergrund in der SamplePro PVDF (Kynar)-Folie niedrig genug war, um zur ppb-Nachweisgrenze für Schwefelwasserstoff und Carbonylsulfid verwendet zu werden, betrug die Stabilität von Schwefelwasserstoff nach 1 Tag Lagerung nur etwa 73 Prozent. FluoroFilm FEP hatte den niedrigsten Hintergrund aller getesteten Folien, aber die schlechteste Stabilität für alle 20 Verbindungen nach 2 Tagen Lagerung. Die richtige Auswahl des Beutels hängt von der spezifischen Schwefelverbindung und der gewünschten Haltezeit ab. Wenn eine Probe innerhalb von 24 Stunden analysiert werden kann, können dem Benutzer mehrere Optionen zur Verfügung stehen.

Stabilitätsdaten für Ammoniak, Kohlenmonoxid, Kohlendioxid, Methan, Schwefelhexafluorid und Schwefeldioxid

Diese Daten sind in Tabelle 4 dargestellt. SamplePro FlexFilm, SamplePro PVDF (Kynar® PVDF-Beutel), FlexFoil PLUS (Folienbeutel) und Tedlar zeigten nach 2 Tagen Lagerung eine gute Stabilität für 4 der getesteten Verbindungen; FluoroFilm FEP zeigte nach 2 Tagen Lagerung eine geringere Stabilität. Alle Folien zeigten eine gute Stabilität für Schwefelhexafluorid.

Zusammenfassung der Stabilitätsstudie

Auf Basis der Studiendaten sind SamplePro FlexFilm, FlexFoil PLUS (Folienbeutel), SamplePro PVDF (Kynar® PVDF-Beutel) und Tedlar die besten Folienoptionen für die VOC-Probenahme. FlexFoil PLUS und SamplePro PVDF (Kynar® PVDF) sind die optimalen Alternativen für die Sammlung von Schwefelverbindungen. SamplePro FlexFilm, FlexFoil PLUS, SamplePro PVDF (Kynar® PVDF) und Tedlar sind die besten Alternativen für CO, CO₂ und Methan. Alle getesteten Folien können mit guten Ergebnissen für Schwefelhexafluorid verwendet werden. Die richtige Folienauswahl hängt von der Anpassung der einzigartigen Kombination von Folieneigenschaften an die zu beprobende Verbindung, die Konzentration und die Zeit zwischen Probenahme und Analyse ab.

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