氣溶膠顆粒密度測量方法研究.pdf

1、氣溶膠是指大氣中分散均勻的固體或液體微粒組成的相對穩(wěn)定的多相體系，比如粉塵、煙、飛灰、霧等都屬于氣溶膠范疇。無處不在的氣溶膠不僅與大氣污染、氣候變化等密切相關(guān)，更對人類的身體健康有著重要影響。除此之外，氣溶膠研究對工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國防等也有重要作用。正因?yàn)闅馊苣z顆粒與人類的生活、生產(chǎn)活動關(guān)系密切，氣溶膠的研究逐漸引起學(xué)者們的關(guān)注。其研究可以追溯到十九世紀(jì)末，早期的氣溶膠分析技術(shù)有掃描電子譜、高效液相色譜及離子色譜等。二十世紀(jì)七十年代，具有高

2、探測靈敏度及廣動態(tài)范圍的質(zhì)譜技術(shù)被應(yīng)用到氣溶膠的研究領(lǐng)域。傳統(tǒng)的質(zhì)譜分析技術(shù)主要有激光微探針和二次離子質(zhì)譜等，但這些技術(shù)存在一定的缺點(diǎn)和局限性。所以時間和空間分辨率極高的在線測量氣溶膠質(zhì)譜方法應(yīng)運(yùn)而生，當(dāng)前應(yīng)用廣泛的是采用激光解吸附電離方式的飛行時間質(zhì)譜儀。為了充分認(rèn)識氣溶膠粒子在大氣環(huán)境中的作用，目前的研究對象已不單是氣溶膠粒子的粒徑和化學(xué)組分，更多的學(xué)者加入到對氣溶膠顆粒其他的性質(zhì)的探索研究，如顆粒的濃度分布、光學(xué)性質(zhì)、顆粒形狀、密

3、度及云凝結(jié)核的活性等。本文在前人研究的基礎(chǔ)上，采用TSI3940氣溶膠發(fā)生器聯(lián)用飛行時間質(zhì)譜儀的方法，依據(jù)氣溶膠空氣動力學(xué)粒徑與遷移粒徑間的關(guān)系對氣溶膠顆粒密度測量方法進(jìn)行探索研究。
　　全文共計四個章節(jié)，第一章為背景介紹，簡述了氣溶膠的概念、來源、顆粒物理化學(xué)性質(zhì)、研究氣溶膠顆粒的意義和影響及質(zhì)譜分析方法，并對顆粒密度的研究現(xiàn)狀做了簡要介紹。第二章主要是實(shí)驗(yàn)裝置和實(shí)驗(yàn)方法，對實(shí)驗(yàn)過程用到的氣溶膠飛行時間質(zhì)譜儀的各個組成系統(tǒng)和功能

4、做了詳細(xì)說明，簡要介紹了兩種不同粒徑范圍的氣溶膠發(fā)生器，并陳述了測量氣溶膠顆粒密度的實(shí)驗(yàn)原理及方法。第三章是實(shí)驗(yàn)與結(jié)果部分，首先著重對氣溶膠空氣動力學(xué)粒徑標(biāo)定進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，采用DOP作為標(biāo)準(zhǔn)粒徑的氣溶膠顆粒，得到兩個粒徑段的標(biāo)定曲線。然后對TSI3940的多電荷現(xiàn)象，儀器對單顆粒的粒徑測量精度，以及顆粒散射光信號與顆粒的粒徑間的關(guān)系進(jìn)行探討。最后利用顆粒密度的測量方法對DOP測量以檢測系統(tǒng)穩(wěn)定性，再運(yùn)用該方法對硫酸銨等三種鹽類氣溶膠和橄欖