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【案例分享】光化學煙霧箱中的大氣化學反應(yīng)監(jiān)測

時間:2024/11/14閱讀:207
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【案例分享】光化學煙霧箱中的大氣化學反應(yīng)監(jiān)測


【案例分享】光化學煙霧箱中的大氣化學反應(yīng)監(jiān)測

Background

背景介紹


光化學煙霧是由工業(yè)排放、汽車尾氣等人類活動產(chǎn)生的揮發(fā)性有機化合物(VOCs)、氮氧化物(NOx)等污染物在陽光照射下發(fā)生復(fù)雜的光化學反應(yīng)而生成的次生污染物。臭氧和二次有機氣溶膠(SOA)和其他光化學產(chǎn)物是光化學煙霧的主要組成部分。


光化學煙霧箱是一種用于研究大氣污染物化學反應(yīng)的實驗設(shè)備,尤其是研究光化學煙霧的形成和行為。光化學煙霧箱通過模擬大氣環(huán)境中的條件,將污染物置于類似真實環(huán)境的條件下(如溫度、濕度、太陽輻射等)進行反應(yīng),研究其中復(fù)雜的光化學反應(yīng)機制。通過這些實驗,研究人員能夠更好地理解光化學煙霧的形成過程和環(huán)境影響,特別是機動車、工業(yè)排放等源頭對大氣化學反應(yīng)的影響,為大氣污染治理提供科學依據(jù)。




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Monitoring difficulties

監(jiān)測難點

Monitoring difficulties

光化學煙霧箱實驗中的氣體反應(yīng)非常復(fù)雜且動態(tài),涉及多種污染物及其反應(yīng)產(chǎn)物的生成、轉(zhuǎn)化和耗散。傳統(tǒng)的氣體監(jiān)測設(shè)備在靈敏度和實時性上難以滿足需求,且監(jiān)測設(shè)備無法綜合捕捉多種氣體的協(xié)同反應(yīng)。為了準確監(jiān)測光化學煙霧箱中的氣體反應(yīng)物及產(chǎn)物,研究人員需要高靈敏度的氣體分析工具,能夠?qū)崟r檢測多種關(guān)鍵氣體濃度變化的高效分析儀器。Picarro 光腔衰蕩光譜(CRDS)氣體分析儀以其高精度、快速響應(yīng)和多氣體同步測量的能力,在光化學煙霧箱實驗中有著特別的優(yōu)勢。




2


Picarro solution

Picarro 解決方案


Picarro solution

Picarro 氣體分析儀應(yīng)用于光化學煙霧箱,能夠通過其光腔衰蕩光譜技術(shù),實時測量多種關(guān)鍵氣體的濃度,如二氧化碳(CO?)、甲烷(CH?)、一氧化碳(CO)、氨氣(NH?)、甲醛(HCHO)及其他痕量氣體,為分析光化學反應(yīng)過程提供關(guān)鍵數(shù)據(jù)。


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設(shè)備安裝與集成  

Picarro 分析儀通過氣路系統(tǒng)與光化學煙霧箱相連接,持續(xù)采集箱內(nèi)氣體樣本。由于光化學煙霧箱中涉及復(fù)雜的化學反應(yīng)過程,Picarro 設(shè)備高靈敏度的多氣體監(jiān)測能力使其能夠同時捕捉多種反應(yīng)氣體的濃度變化,為反應(yīng)過程中的關(guān)鍵節(jié)點提供實時數(shù)據(jù)。


2

反應(yīng)過程監(jiān)測 

在光化學煙霧箱內(nèi),研究人員引入機動車尾氣或工業(yè)排放物質(zhì),并通過調(diào)節(jié)溫度、濕度、光照強度等參數(shù),模擬實際大氣條件。Picarro 分析儀實時監(jiān)測箱內(nèi)氣體的化學反應(yīng)進程,包括臭氧生成以及二氧化碳、一氧化碳等氣體的變化過程。


3

數(shù)據(jù)記錄與分析

Picarro 氣體分析儀能夠高頻率采集數(shù)據(jù),并將實時測量的數(shù)據(jù)呈現(xiàn)為濃度隨時間的變化曲線。研究人員可以直接觀察反應(yīng)開始、中間產(chǎn)物生成、反應(yīng)結(jié)束等多個階段的氣體變化,尤其是次生污染物的形成。


【案例分享】光化學煙霧箱中的大氣化學反應(yīng)監(jiān)測
【案例分享】光化學煙霧箱中的大氣化學反應(yīng)監(jiān)測






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Solution Advantages:

方案優(yōu)勢

Solution Advantages

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高靈敏度和準確度

Picarro 分析儀基于 CRDS 技術(shù)原理,有效光程超過 10 公里,實現(xiàn)微量氣體 ppb 甚至 ppt 級別的精準測量。

2

快速響應(yīng)和多氣體監(jiān)測能力

Picarro 分析儀小巧便攜,便于集成,多型號分析儀(G2301+G2307+PI2103)組合使用,能夠?qū)崿F(xiàn)對煙霧箱內(nèi)包括 CO2/CH4/HCHO/NH3 等多種氣體的同步實時快速測量,秒級的響應(yīng)速度對于動態(tài)反應(yīng)中的捕捉至關(guān)重要。

3

非破壞性分析

測量過程中不會產(chǎn)生任何廢氣,確保被測氣體在檢測過程中不被損耗或改變,以便對整個煙霧箱的氣體環(huán)境進行長期監(jiān)控。

4

環(huán)境適應(yīng)性強

儀器內(nèi)部經(jīng)過嚴格的溫度和壓力控制,確保測量結(jié)果不會受外界環(huán)境變化的影響,適用于需要嚴格控制環(huán)境條件的光化學煙霧箱實驗。

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校準和維護方便

基于CRDS原理的儀器漂移極低,無需頻繁校準,可以極大提高實驗效率。儀器維護成本低,沒有需要頻繁更換的耗材。



Picarro 氣體分析儀在光化學煙霧箱中的應(yīng)用展示了其在大氣污染研究中的強大功能。通過實時、精確地監(jiān)測光化學反應(yīng)中的多種關(guān)鍵氣體,Picarro 分析儀為研究大氣污染的生成機制、評估污染控制措施的有效性提供了科學依據(jù),極大推動了大氣化學領(lǐng)域的研究進展。

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