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挥发性有机物(VOCs)是大气中的重要污染物,长时间摄入VOCs会有致癌、致畸、致突变的危险;在太阳光的照射下,大气中的VOCs会参与光化学反应形成二次污染物,导致环境的恶劣变化,如酸雨、光化学烟雾、有机气溶胶、温室效应的出现。因此,对VOCs的监测已成为一项重要的课题。气相色谱(GC)等常规的检测方法,费力耗时,很难进行在线的检测。质子转移反应质谱(PTR-MS)是近年来兴起的一种痕量挥发性有机物的监测技术,它测量速度快,灵敏度高,能够进行实时在线的监测,已经应用于环境VOCs的监控。
本文介绍了PTR-MS的原理以及装置的结构,综述了其在各领域的应用,并对其发展方向进行了一些展望。
在调研的基础上,我们在实验室建立了一套PTR-MS装置;通过对母体离子的测量优化了系统的结构,并对五种有机物的标准气体进行了测量。
本论文主要完成了以下工作:
1.设计了PTR-MS的离子源和漂移管,测量了母体离子H3O+的质谱图。
2.利用指数稀释瓶制备了乙醇、苯、二甲苯、丙酮和乙醛的一定浓度的标准气体,并进行了PTR-MS检测,获得了100ppb左右的系统检测灵敏度。结果表明我们建立的PTR-MS系统可用于挥发性有机污染物的实时在线检测。