基于光电传感的气态乙二醛在线检测仪器的研发

来源 :南昌航空大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:nana119
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
乙二醛是大气中分子量最低的二羰基化合物,在二次有机气溶胶(SOA)的形成过程中发挥十分重要的作用。快速准确的检测大气乙二醛的浓度在大气污染防治研究中至关重要。由于气态乙二醛极性强且在大气中含量较低,对乙二醛的检测主要依靠长时间采样并结合色谱分析。目前,对于乙二醛的场外实时在线测量的研究还鲜有报道。光谱法在检测气体浓度时具有实时、高分辨率、以及能够实现在线测量等优点,本研究选取硅光电池和半导体激光器作为仪器主要组成元件,自主设计搭建了气态乙二醛在线检测装置,通过采用了两面平面高反射镜提高仪器检测有效光径,在体积一定的气体腔内尽可能的增加光径长度来提高检测灵敏度。探索了检测时该组合“2 min+30 s+10 s”的工作时长模式,并将组装的仪器进行现场实地检测。根据乙二醛对455 nm特定波长的选择性吸收,在朗伯-比尔吸收定律的原理基础上,开展了光谱法气态乙二醛浓度检测仪的设计与测量,最终选取了半导体激光器和硅光电池分别作为仪器的光源发射器和光敏接收器。组装后对仪器使用方法进行了探索,仪器需先进行2 min预热,然后间隔30 s,再接通电源工作10 s时所得数据为测量数据,静音空气泵使气体腔内气体与外界气体流通,实现在线检测的工作模式,最适工作环境温度是15℃。对仪器性能进行评估并二次改进,改进后仪器的最低检测限为14 ppb,测量浓度范围为14~160 ppb,仪器的响应与气态乙二醛浓度表现出较好的线性关系,相关系数R~2大于0.997,方法精度为4.93%,准确度为7.59%,这些指标与改进前相比都有所提高,该仪器的检测结果具有良好的可信度。按照该仪器的工作模式,对实验楼室内的气态乙二醛的进行实地测量,并对测得的数据进行了分析整理。实地测量气态乙二醛的结果表明所研发的仪器还是存在性能不足的问题,自然界中乙二醛气体浓度低,在两个不同场地进行了四次检测,只有一次的检测结果为有效数据,其它三次的检测结果都低于仪器最低检测限。因此,该仪器若达到实际应用水平还需要进一步降低仪器的最低检测限,提高精密度和准确度,具体可通过进一步更换灵敏的光敏接收器,如光电倍增管、光敏晶体管等以降低最低检测限,也可进一步优化多通池以提升有效光径长度。此外,后期还可以通过滤波片控制进入气体腔室的波长,从而实现多种气体在线检测功能。
其他文献
报纸
水资源对于人类的生存发展有着不言而喻的重要作用,但伴随着地球环境整体的逐渐恶化,水体环境也难以幸免。多种类型的污染物对水体产生了不同程度的危害,其中主要包括重金属污染物及有机污染物等。锑作为一种典型重金属污染物,其在多种实际工艺中广泛使用为工业发展带来便利的同时,也逐渐对环境造成了污染;而环丙沙星作为有机污染物中的一种常见抗生素,为人类的生命安全提供保障的同时,又因其无管制的滥用使得对环境的危害性
学位
随着我国社会经济的发展以及人民群众环境意识的提高,当前形势下各个行业对环境问题提出了更高的要求。开发具有创新和环保的合成策略是新形势的迫切要求。1,2-二羰基化合物及衍生物广泛存在于许多天然产物和生物活性分子中,因其独特的化学结构在有机合成特别是具有生物活性的杂环化合物合成领域应用广泛。例如咪唑,喹喔啉和吲哚酮-N-氧化物等。异喹啉类化合物是重要的含氮杂环化合物之一,常用于各种生物碱、抑制剂、药物
学位
木质素是一种含有丰富苯环结构的可再生生物质资源。木质素的高效转化在获得高附加值芳香族化合物方面拥有很大潜力,近年来针对其转化从而制备精细化学品已成为研究热点。在木质素的催化转化技术中,大部分方法的反应条件一般都较为苛刻,需要高温高压才能进行,因此针对这些问题,利用光催化这种在常温常压下就能进行的绿色环保技术来实现对木质素的高效转化则具有很好的发展前景。石墨相氮化碳(g-C3N4)由于其来源广泛、廉
学位
【目的】随着大数据时代的到来,科学研究方式的计算型特征日益明显,计算型科研已成为新时期科研模式变革的重要方向。【方法】通过对计算型科研产生背景、内涵、理念的分析,探讨了在数据密集型环境下,计算型科研在基础设施、研究对象和研究方法方面对科研活动所展现出的新需求。【结果】以农业领域为应用场景,从环境营造、数据共享、协作体系、装备研发和素质培育5个方面为农业科研的发展提供了启示,以期能够全面提升计算型科
期刊
为针对性地采取预防、避让、治理等地质灾害防治与管控提供依据,完善在地质灾害危险性评价中将降雨作为单一诱发因子参与评价体系的弊端,在大雨、暴雨、大暴雨和特大暴雨4种不同降雨工况条件下进行研究区崩滑地质灾害危险性评价。以云南省元阳县作为研究区域,以栅格单元作为评价单元,选取地貌类型、高程、坡度、坡向、曲率 、工程地质岩组、土地利用类型、断层距离和河流距离9个评价因子,采用主观的层次分析法与客观的信息量
期刊
木质素是一种复杂的三维网状无定型天然聚合物,将木质素转化为高品质的单酚类化合物极具前途。但是,由于木质素复杂的化学结构、苛刻的反应条件以及解聚方法缺少选择性,极大地降低了木质素的利用价值。为此,本文研究油茶籽壳木质素的表征与提取,CdS/TiO2光催化剂制备与表征,重点探索了CdS/TiO2光催化剂解聚β-O-4型木质素模型化合物与油茶籽壳木质素的影响因素、适宜条件以及转化制备单酚化合物的选择性。
学位
8-羟基-2’-脱氧鸟苷(8-OHd G)是鸟嘌呤氧化损伤产生的修复产物,是DNA氧化损伤的重要生物标志物。DNA损伤导致细胞死亡并进一步发展为肿瘤、癌症、糖尿病、心血管等疾病。因此,8-OHd G的测定有助于早期诊断和检测这些疾病的进展。荧光分光光度法由于具有操作方便、分析速度快、灵敏度高等优势而被广泛应用在分析检测领域。目前针对8-OHd G的荧光分析方法已有许多报道,但其中大多是使用适配体进
学位
新时代宣传思想工作承载着“举旗帜、聚民心、育新人、兴文化、展形象”的使命任务。基层宣传思想工作成效好坏直接关乎民心向背、凝聚力和向心力强弱。同时,新媒体技术在基层的广泛运用,使得宣传媒介和宣传思想工作开展方式发生了翻天覆地的变化,也给基层宣传思想工作带来了巨大的机遇和挑战。在此大背景下,本文以新媒体时代基层宣传思想工作为研究对象展开研究。本文主要包括五个部分:第一部分为绪论,详细阐述研究的背景和意
学位
随着现代医学和工业的日益发展,抗生素作为至关重要的药物,已被大量应用于人类和动物的医疗防护,这导致了含有不同抗生素的废水排入到水体。例如,四环素和头孢菌素抗生素对人类健康和水环境构成严重威胁。作为去除水中细菌有前景且实用的方法,光催化氧化技术已被广泛应用。尽管如此,大多数光催化剂还存在一些严重问题,例如可见光响应差,合成成本高,性能不稳定等,导致它们的实际应用性不高。所以目前的关键问题是需要研究开
学位