基于热解腔衰荡光谱技术对二氧化氮和有机硝酸酯同步测量研究

作     者：林川 胡仁志 谢品华 吴盛阳 童金钊 李治艳 王凤阳 王怡慧 Lin Chuan;Hu Renzhi;Xie Pinhua;Wu Shengyang;Tong Jinzhao;Li Zhiyan;Wang Fengyang;Wang Yihui

作者机构：安徽大学物质科学与信息技术研究院安徽合肥230601 中国科学院环境光学与技术重点实验室中国科学院安徽光学精密机械研究所安徽合肥230031 中国科学院区域大气环境研究卓越创新中心福建厦门361000 中国科学技术大学环境科学与光电技术学院安徽合肥230026 中国科学院大学北京100049 安徽工业大学数理科学与工程学院安徽马鞍山243002 

出 版 物：《光学学报》 (Acta Optica Sinica)

年 卷 期：2020年第40卷第12期

页      面：16-26页

核心收录：

学科分类：0808[工学-电气工程] 0809[工学-电子科学与技术（可授工学、理学学位）] 07[理学] 070302[理学-分析化学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 0703[理学-化学] 0702[理学-物理学] 

基　　金：国家重点研发计划(2017YFC0209403,2017YFC0209401) 国家自然科学基金(91644107,61575206,U19A2044) 

主　　题：大气光学 二氧化氮 有机硝酸酯 腔衰荡光谱技术 热解 

摘      要：基于腔衰荡技术搭建了一套热解双腔式腔衰荡光谱(TD-CRDS)探测系统用于环境大气二氧化氮(NO2)和有机硝酸酯(Organic Nitrate,ON)的快速同步测量。二氧化氮是通过其对406 nm处激光的吸收来直接进行测量的,而有机硝酸酯是通过将其在450℃高温下热解为NO2进行间接测量的,在该温度下,ON的转化效率可达到99%。使用中心波长为406.02 nm的激光器,经NO2高分辨吸收截面与激光光谱卷积获得NO2的有效吸收截面为5.74×10^-19 cm^2·molecule^-1;对加热装置进行稳定性测试,确定最佳流速为1 L/min;NO2腔与ON腔同步测量环境大气中的NO2具有非常好的一致性,相关性系数R2为0.99。经优化,本探测系统的探测限可达2.42×10^9 molecule·cm^-3(标准差为3σ,时间分辨率为1 s)。将TD-CRDS系统与长光程差分吸收光谱(LP-DOAS)测量的NO2进行对比,两者一致性较好,R2为0.93,说明系统测量具有较好的准确性。将该系统应用于外场实验中,获得了NO2和ON的浓度序列。