化學(xué)放大腔增強(qiáng)吸收光譜法測量過氧自由基研究.pdf

1、大氣中的過氧自由基具有強(qiáng)氧化性和高反應(yīng)活性，是大氣環(huán)境中重要的氧化劑。通過對過氧自由基的研究，可以增強(qiáng)對大氣氧化性、光化學(xué)臭氧和二次有機(jī)氣溶膠生成等大氣化學(xué)核心科學(xué)問題的理解，相應(yīng)的測量方法的研究也成為國內(nèi)外研究熱點(diǎn)之一。
　　本文基于化學(xué)放大法理論和寬帶腔增強(qiáng)吸收光譜技術(shù)，建立了一套過氧自由基實(shí)時(shí)在線測量系統(tǒng)(PERCA-CEAS)。首次將化學(xué)放大法與寬帶腔增強(qiáng)吸收光譜技術(shù)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)對過氧自由基實(shí)時(shí)、在線、連續(xù)測量。本文的主要

2、工作內(nèi)容包括:
　　(1)基于化學(xué)放大法原理，構(gòu)建了一套化學(xué)放大氣路，能夠?qū)崿F(xiàn)過氧自由基鏈?zhǔn)椒糯蠓磻?yīng)，將濃度低、難測量的過氧自由基轉(zhuǎn)化為濃度高、易測量的NO2。
　　(2)設(shè)計(jì)了一套HO2自由基發(fā)生系統(tǒng)。利用雙氧水熱解產(chǎn)生氫過氧自由基的原理，采用鼓泡法的方式，以零空氣為載氣將雙氧水蒸氣通入600℃的加熱爐使之發(fā)生熱解反應(yīng)，持續(xù)、穩(wěn)定地產(chǎn)生氫過氧自由基，用于放大鏈長的標(biāo)定。
　　(3)開展了寬帶腔增強(qiáng)吸收光譜測量NO2的

3、研究。在介紹了腔增強(qiáng)吸收光譜技術(shù)的發(fā)展與測量原理的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步說明了寬帶腔增強(qiáng)吸收光譜儀的設(shè)計(jì)與建立方法。腔增強(qiáng)選用中心波長為460nm的藍(lán)光LED為光源，LED和溫度傳感器（AD590）被安裝在一個(gè)熱導(dǎo)片上，電流和溫度由高精密度控制電源控制，以保證光源輸出光強(qiáng)的穩(wěn)定性。光學(xué)諧振腔由一個(gè)石英管和兩端的高反射率腔鏡組成，石英管長85cm，內(nèi)徑為25mm。高反射率腔鏡（LGR，直徑1m，曲率半徑1m），高反區(qū)波長范圍為415nm～465n

4、m。兩個(gè)高發(fā)射率腔鏡用持續(xù)的高純氮?dú)鉀_刷，以保護(hù)腔鏡不受污染和腐蝕。光腔固定在不銹鋼的框架內(nèi)，可以很好的保持儀器的穩(wěn)定性。本文對腔增強(qiáng)光譜儀的反射率和有效腔長的校準(zhǔn)方法進(jìn)一步進(jìn)行介紹。由Allan方差分析得出系統(tǒng)最佳采樣時(shí)間為702s，對應(yīng)探測極限為9pptv。
　　(4)介紹了化學(xué)放大法標(biāo)定放大鏈長的結(jié)果，并對鏈長的影響因素進(jìn)行分析和優(yōu)化，另外還對實(shí)驗(yàn)中的背景和干擾因素進(jìn)行分析。實(shí)驗(yàn)得出在NO濃度為7.7ppm，CO濃度為8.5