搜索

x

留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

基于差分光学吸收光谱方法的OH自由基定标系统研究

朱国梁 胡仁志 谢品华 陈浩 秦敏 方武 王丹 杏兴彪

基于差分光学吸收光谱方法的OH自由基定标系统研究

朱国梁, 胡仁志, 谢品华, 陈浩, 秦敏, 方武, 王丹, 杏兴彪
PDF
导出引用
  • 介绍了一种基于差分光学吸收光谱(DOAS)方法的OH自由基定标系统, 该系统可产生一定浓度的OH自由基并同时进行精确测量. 系统采用紫外灯185 nm光线分解水汽产生OH自由基, 利用500 W氙灯准直光作为光源; 使用基长1.25 m、反射次数60次、总光程75.0 m的多次反射池来增加OH自由基的吸收光程; 以超高分辨率中阶梯光栅光谱仪(最高分辨率3.3 pm)作为光谱采集系统对光谱信号进行采集, 采用DOAS测量方法获得OH自由基的浓度. 通过改变腔内水汽的浓度, 系统准确测量了5×108-1.8×1010 molecules/cm3浓度范围的OH自由基. 分析了OH自由基测量过程中受到的吸收截面偏差、气压等因素影响, 得到系统总测量误差小于7.3%. 在实验的浓度范围内, 系统可用于大气OH自由基气体扩张激光诱导荧光测量技术的定标.
    • 基金项目: 中国科学院战略性先导科技专项(B类)(批准号: XDB05040200)、国家自然科学基金(批准号: 61108031, 41275038)和安徽省自然科学基金(批准号: 1308085QF124)资助的课题.
    [1]

    Bloss W J, Lee J D, Bloss C, Heard D E, Pilling M J, Wirtz K, Martin-Reviejo M, Siese M 2004 Atmos. Chem. Phys. 4 571

    [2]

    Dorn H P, Neuroth R, Brauers T, Brandenburger U, Ehhalt D H 1992 Atmos. Chem. 1715 361

    [3]

    Edwards G D, Cantrell C A, Stephens S, Hill B, Goyea O, Shetter R E, Leon Mauldin R, Kosciuch E, Tanner D J, Eisele F L 2003 Anal. Chem. 75 5317

    [4]

    Brune W H, Stevens P S, Mather J H 1995 J. Atmos. Sci. 52 3328

    [5]

    Chan C Y, Hard T M, Mehrabzadeh A A, George L A, O'Brien R J 1990 J. Geophys. Res. 95 18569

    [6]

    Hard T M, O'Brien R J, Chan C Y, Mehrabzadeh A A 1984 Environ. Sci. Technol. 18 768

    [7]

    Hard T M, George L A, O'Brien R J 1995 J. Atmos. Sci. 52 3354

    [8]

    Heard D E, Pilling M J 2003 Chem. Rev. 103 5163

    [9]

    Creasey D J, Heard D E, Lee J D 2000 Geophys. Res. Lett. 27 1651

    [10]

    Siese M, Becher K H, Brockmann K J 2001 Environ. Sci. Technol. 35 4660

    [11]

    Hard T M, George L A, O'Brien R J 2002 Environ. Sci. Technol. 36 1783

    [12]

    Platt U, Stutz J 2008 Differential Optical Absorption Spectroscopy Principles and Applications (Heidelberg: Springer-Verlag) pp138-141

    [13]

    Li A 2008 Ph. D. Dissertation (Hefei: Anhui Institute of Optics and Fine Mechanics, Chinese Academy of Sciences) (in Chinese) [李昂 2008博士学位论文(合肥: 中国科学院安徽光学精密机械研究所)]

    [14]

    Faloona I C, Tan D, Lesher R L, Hazen N L, Frame C L, Simpas J B, Harder H, Martinez M, Carlo P D, Ren X, Brune W H 2004 J. Atmos. Chem. 47 139

    [15]

    Cantrell C A, Zimmer A, Tyndall G S 1997 Geophys. Res. Lett. 24 2195

    [16]

    Hausmann M, Brandenburger U, Brauers T, Dorn H P 1997 J. Geophys. Res. 102 16011

    [17]

    Whiting E E 1968 J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transfer 8 1379

    [18]

    Leonard C 1990 Ph. D. Dissertation (Hannover: Hannover University)

    [19]

    Qin M, Xie P H, Liu J G, Liu W Q, Fang W, Lu F, Li A, Lu Y H, Wei Q N, Dou K, Zhang W J 2005 Spectrosc. Spect. Anal. 25 1463 (in Chinese) [秦敏, 谢品华, 刘建国, 刘文清, 方武, 陆钒, 李昂, 陆亦怀, 魏庆农, 窦科, 张为俊 2005 光谱学与光谱分析 25 1463]

    [20]

    Dusanter S, Vimal D, Stevens P S 2008 Atmos. Chem. Phys. 8 321

    [21]

    Kanaya Y, Sadanaga Y, Hirokawa J, Kajii Y, Akinoto H 2001 J. Geophys. Res. 38 73

    [22]

    Dorn H P, Neuroth R, Hofzumahaus A 1995 J. Geophys. Res. 100 7397

    [23]

    Hofzumahaus A, Dorn H P, Callies J, Platt U, Ehhalt D H 1991 Atmos. Environ. A 25 2017

  • [1]

    Bloss W J, Lee J D, Bloss C, Heard D E, Pilling M J, Wirtz K, Martin-Reviejo M, Siese M 2004 Atmos. Chem. Phys. 4 571

    [2]

    Dorn H P, Neuroth R, Brauers T, Brandenburger U, Ehhalt D H 1992 Atmos. Chem. 1715 361

    [3]

    Edwards G D, Cantrell C A, Stephens S, Hill B, Goyea O, Shetter R E, Leon Mauldin R, Kosciuch E, Tanner D J, Eisele F L 2003 Anal. Chem. 75 5317

    [4]

    Brune W H, Stevens P S, Mather J H 1995 J. Atmos. Sci. 52 3328

    [5]

    Chan C Y, Hard T M, Mehrabzadeh A A, George L A, O'Brien R J 1990 J. Geophys. Res. 95 18569

    [6]

    Hard T M, O'Brien R J, Chan C Y, Mehrabzadeh A A 1984 Environ. Sci. Technol. 18 768

    [7]

    Hard T M, George L A, O'Brien R J 1995 J. Atmos. Sci. 52 3354

    [8]

    Heard D E, Pilling M J 2003 Chem. Rev. 103 5163

    [9]

    Creasey D J, Heard D E, Lee J D 2000 Geophys. Res. Lett. 27 1651

    [10]

    Siese M, Becher K H, Brockmann K J 2001 Environ. Sci. Technol. 35 4660

    [11]

    Hard T M, George L A, O'Brien R J 2002 Environ. Sci. Technol. 36 1783

    [12]

    Platt U, Stutz J 2008 Differential Optical Absorption Spectroscopy Principles and Applications (Heidelberg: Springer-Verlag) pp138-141

    [13]

    Li A 2008 Ph. D. Dissertation (Hefei: Anhui Institute of Optics and Fine Mechanics, Chinese Academy of Sciences) (in Chinese) [李昂 2008博士学位论文(合肥: 中国科学院安徽光学精密机械研究所)]

    [14]

    Faloona I C, Tan D, Lesher R L, Hazen N L, Frame C L, Simpas J B, Harder H, Martinez M, Carlo P D, Ren X, Brune W H 2004 J. Atmos. Chem. 47 139

    [15]

    Cantrell C A, Zimmer A, Tyndall G S 1997 Geophys. Res. Lett. 24 2195

    [16]

    Hausmann M, Brandenburger U, Brauers T, Dorn H P 1997 J. Geophys. Res. 102 16011

    [17]

    Whiting E E 1968 J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transfer 8 1379

    [18]

    Leonard C 1990 Ph. D. Dissertation (Hannover: Hannover University)

    [19]

    Qin M, Xie P H, Liu J G, Liu W Q, Fang W, Lu F, Li A, Lu Y H, Wei Q N, Dou K, Zhang W J 2005 Spectrosc. Spect. Anal. 25 1463 (in Chinese) [秦敏, 谢品华, 刘建国, 刘文清, 方武, 陆钒, 李昂, 陆亦怀, 魏庆农, 窦科, 张为俊 2005 光谱学与光谱分析 25 1463]

    [20]

    Dusanter S, Vimal D, Stevens P S 2008 Atmos. Chem. Phys. 8 321

    [21]

    Kanaya Y, Sadanaga Y, Hirokawa J, Kajii Y, Akinoto H 2001 J. Geophys. Res. 38 73

    [22]

    Dorn H P, Neuroth R, Hofzumahaus A 1995 J. Geophys. Res. 100 7397

    [23]

    Hofzumahaus A, Dorn H P, Callies J, Platt U, Ehhalt D H 1991 Atmos. Environ. A 25 2017

  • [1] 王焯如, 周斌, 王珊珊, 杨素娜. 应用多光路主动差分光学吸收光谱仪观测大气污染物的空间分布. 物理学报, 2011, 60(6): 060703. doi: 10.7498/aps.60.060703
    [2] 唐远河, 崔进, 郜海阳, 屈欧阳, 段晓东, 李存霞, 刘丽娜. 地基气辉成像干涉仪探测高层大气风场的定标研究. 物理学报, 2017, 66(13): 130601. doi: 10.7498/aps.66.130601
    [3] 王凤阳, 胡仁志, 谢品华, 王怡慧, 陈浩, 张国贤, 刘文清. 基于同步光解的OH自由基标定方法. 物理学报, 2020, 69(9): 090701. doi: 10.7498/aps.69.20200153
    [4] 夏茂鹏, 李健军, 高冬阳, 胡友勃, 盛文阳, 庞伟伟, 郑小兵. 基于相关光子多模式相关性的InSb模拟探测器定标方法. 物理学报, 2015, 64(24): 240601. doi: 10.7498/aps.64.240601
    [5] 彭志敏, 丁艳军, 杨乾锁, 姜宗林. 基于OH自由基A2Σ + →X2Πr 电子带系发射光谱的温度测量技术. 物理学报, 2011, 60(5): 053302. doi: 10.7498/aps.60.053302
    [6] 齐 锋, 刘文清, 周 斌, 李振壁, 崔延军. 对差分光学吸收光谱法的监测数据进行实时预测研究. 物理学报, 2003, 52(5): 1307-1312. doi: 10.7498/aps.52.1307
    [7] 赵敏杰, 司福祺, 陆亦怀, 汪世美, 江宇, 周海金, 刘文清. 星载大气痕量气体差分吸收光谱仪定标系统中铝漫反射板实验测量研究. 物理学报, 2013, 62(24): 249301. doi: 10.7498/aps.62.249301
    [8] 段俊, 唐科, 秦敏, 王丹, 王牧笛, 方武, 孟凡昊, 谢品华, 刘建国, 刘文清. 宽带腔增强吸收光谱技术应用于大气NO3自由基的测量. 物理学报, 2020, (): . doi: 10.7498/aps.69.20201066
    [9] 魏宇童, 刘尚阔, 颜廷昱, 李祺伟. 偏振型干涉成像光谱仪谱线位置定标方法的研究. 物理学报, 2016, 65(8): 080601. doi: 10.7498/aps.65.080601
    [10] 周 斌, 郝 楠, 陈立民. 夫琅禾费线对差分光学吸收光谱法测量大气污染气体影响的研究. 物理学报, 2005, 54(9): 4445-4450. doi: 10.7498/aps.54.4445
    [11] 孙友文, 谢品华, 徐晋, 周海金, 刘诚, 王杨, 刘文清, 司福祺, 曾议. 采用加权函数修正的差分光学吸收光谱反演环境大气中的CO2垂直柱浓度. 物理学报, 2013, 62(13): 130703. doi: 10.7498/aps.62.130703
    [12] 李金洋, 逯丹凤, 祁志美. 集成光波导静态傅里叶变换微光谱仪分辨率倍增方法. 物理学报, 2015, 64(11): 114207. doi: 10.7498/aps.64.114207
    [13] 孙友文, 刘文清, 谢品华, 陈嘉乐, 曾议, 徐晋, 李昂, 司福祺, 李先欣. 红外差分光学吸收光谱技术测量环境大气中的水汽 . 物理学报, 2012, 61(14): 140705. doi: 10.7498/aps.61.140705
    [14] 田园, 孙友文, 谢品华, 刘诚, 刘文清, 刘建国, 李昂, 胡仁志, 王薇, 曾议. 地基高分辨率傅里叶变换红外光谱反演环境大气中的CH4浓度变化. 物理学报, 2015, 64(7): 070704. doi: 10.7498/aps.64.070704
    [15] 刘慧, 施德恒, 孙金锋, 朱遵略. MRCI方法研究CSe(X1Σ+)自由基的光谱常数和分子常数. 物理学报, 2011, 60(6): 063101. doi: 10.7498/aps.60.063101
    [16] 陈旸, 陆庆正, 马兴孝, 崔执凤, 赵献章, 陆同兴. 气相CCl2自由基的发射光谱. 物理学报, 1992, 41(10): 1582-1589. doi: 10.7498/aps.41.1582
    [17] 朱遵略, 郎建华, 乔浩. AsCl自由基的基态及激发态的势能函数与光谱常数的研究. 物理学报, 2013, 62(11): 113103. doi: 10.7498/aps.62.113103
    [18] 郭连波, 郝荣飞, 郝中骐, 李阔湖, 沈萌, 任昭, 李祥友, 曾晓雁. 激光诱导AlO自由基B2+X2+跃迁光谱研究. 物理学报, 2013, 62(22): 224211. doi: 10.7498/aps.62.224211
    [19] 刘慧, 邢伟, 施德恒, 孙金锋, 朱遵略. PS自由基X2Π态的势能曲线和光谱性质. 物理学报, 2013, 62(20): 203104. doi: 10.7498/aps.62.203104
    [20] 金 瑾, 陈 旸, 裴林森, 胡长进, 马兴孝, 陈从香. 射流冷却AlO自由基B2Σ+—X2Σ+光谱研究. 物理学报, 2000, 49(9): 1689-1691. doi: 10.7498/aps.49.1689
  • 引用本文:
    Citation:
计量
  • 文章访问数:  1154
  • PDF下载量:  239
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2014-10-13
  • 修回日期:  2014-11-28
  • 刊出日期:  2015-04-05

基于差分光学吸收光谱方法的OH自由基定标系统研究

  • 1. 中国科学院安徽光学精密机械研究所, 中国科学院环境科学与技术重点实验室, 合肥 230031;
  • 2. 中国科学技术大学环境科学与光电技术学院, 合肥 230026
    基金项目: 

    中国科学院战略性先导科技专项(B类)(批准号: XDB05040200)、国家自然科学基金(批准号: 61108031, 41275038)和安徽省自然科学基金(批准号: 1308085QF124)资助的课题.

摘要: 介绍了一种基于差分光学吸收光谱(DOAS)方法的OH自由基定标系统, 该系统可产生一定浓度的OH自由基并同时进行精确测量. 系统采用紫外灯185 nm光线分解水汽产生OH自由基, 利用500 W氙灯准直光作为光源; 使用基长1.25 m、反射次数60次、总光程75.0 m的多次反射池来增加OH自由基的吸收光程; 以超高分辨率中阶梯光栅光谱仪(最高分辨率3.3 pm)作为光谱采集系统对光谱信号进行采集, 采用DOAS测量方法获得OH自由基的浓度. 通过改变腔内水汽的浓度, 系统准确测量了5×108-1.8×1010 molecules/cm3浓度范围的OH自由基. 分析了OH自由基测量过程中受到的吸收截面偏差、气压等因素影响, 得到系统总测量误差小于7.3%. 在实验的浓度范围内, 系统可用于大气OH自由基气体扩张激光诱导荧光测量技术的定标.

English Abstract

参考文献 (23)

目录

    /

    返回文章
    返回