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

2、工作內(nèi)容包括:
　　(1)基于化學放大法原理，構(gòu)建了一套化學放大氣路，能夠?qū)崿F(xiàn)過氧自由基鏈式放大反應，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，持續(xù)、穩(wěn)定地產(chǎn)生氫過氧自由基，用于放大鏈長的標定。
　　(3)開展了寬帶腔增強吸收光譜測量NO2的

3、研究。在介紹了腔增強吸收光譜技術(shù)的發(fā)展與測量原理的基礎(chǔ)上，進一步說明了寬帶腔增強吸收光譜儀的設(shè)計與建立方法。腔增強選用中心波長為460nm的藍光LED為光源，LED和溫度傳感器（AD590）被安裝在一個熱導片上，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的穩(wěn)定性。光學諧振腔由一個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。兩個高發(fā)射率腔鏡用持續(xù)的高純氮氣沖刷，以保護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。本文對腔增強光譜儀的反射率和有效腔長的校準方法進一步進行介紹。由Allan方差分析得出系統(tǒng)最佳采樣時間為702s，對應探測極限為9pptv。
　　(4)介紹了化學放大法標定放大鏈長的結(jié)果，并對鏈長的影響因素進行分析和優(yōu)化，另外還對實驗中的背景和干擾因素進行分析。實驗得出在NO濃度為7.7ppm，CO濃度為8.5