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安光所设计差分光声光谱仪 实现同时测量气溶胶和二氧化氮浓度

2021年01月13日 13:11:13来源:化工仪器网

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  【仪器网 技术前沿气溶胶是指悬浮在气体介质中的固态或液态颗粒所组成的气态分散系统。具体来说,天空中的云、雾、尘埃,工业上和运输业上用的锅炉和各种发动机里未燃尽的燃料所形成的烟,采矿过程、采石场采掘与石料加工过程和粮食加工时所形成的固体粉尘,人造的掩蔽烟幕和毒烟等都是气溶胶的实例。气溶胶会对环境产生不良影响,如影响大气成分、破坏臭氧层、污染环境等。
 
  二氧化氮在常温下是一种有毒、有刺激性的气体,人为产生的二氧化氮主要来自高温燃烧过程的释放,比如机动车尾气、锅炉废气的排放等。二氧化氮能与许多有机化合物起激烈反应,在臭氧的形成过程中起着重要作用,还是酸雨的成因之一,对环境的污染很大。此外,氮氧化物还会威胁人类健康,主要损害呼吸道,或表现为神经衰弱综合征及慢性呼吸道炎证。
 
  总而言之,大气气溶胶和二氧化氮作为环境污染物,也是污染监测的主要对象之一。但在实际的监测中,仍有许多问题待解决,如气溶胶吸收的在线测量仍然是一道难题。 近日,安光所高晓明研究员团队在光声光谱同时测量大气气溶胶和二氧化氮(NO2)方面取得新进展,科研成果或有助于我国大气气溶胶和二氧化氮的监测。
 
  在研究中,高晓明研究员团队发现光声光谱因其不受光散射影响、探测器不受光波段限制等特点,在测量气溶胶、痕量气体方面有着特色优势。团队刘锟等研究人员设计、建立了基于443nm激光的差分光声光谱仪,通过优化光声腔,实现了气溶胶吸收和NO2的高灵敏、大流量在线采样测量。研制的差分光声光谱仪与商业的NOx分析仪进行了大气NO2的比对测量研究,两者具有很好的一致性,验证了研制差分光声光谱仪的可靠性。
 
  这一研究结果对进一步发展基于光声光谱的气溶胶吸收、NO2在线分析仪器具有重要的应用价值,可应用于大气环境观测领域。研究工作得到了国家自然科学基金、国家重点研发计划项目等支持。相关研究成果以“用于同时测量气溶胶吸收和NO2浓度的基于443nm激光二极管的差分光声光谱仪”为题在线发表于光声光谱领域知名期刊Photoacoustics上。
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