中国科学院合肥物质科学研究院

来源:http://www.timer-motor.com 作者:科技中心 人气:120 发布时间:2019-09-21
摘要:近期,相关研究成果以 Superconducting-Magnet-Based Faraday RotationSpectrometer for Real Time in Situ Measurement of OH Radicals at106Molecule/cm3Level in an Atmospheric SimulationChamber 为题,发表在 澳门新葡萄京集团

近期,相关研究成果以Superconducting-Magnet-Based Faraday Rotation Spectrometer for Real Time in Situ Measurement of OH Radicals at 106Molecule/cm3Level in an Atmospheric Simulation Chamber为题,发表在澳门新葡萄京集团3522,Analytical Chemistry上。该研究得到了国家自然科学基金委、中科院青年创新促进会、安徽省杰出青年基金等的资助。

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文章链接:https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.analchem.7b04949

近日,中国科学院合肥物质科学研究员安徽光学精密机械研究所研究员张为俊课题组、强磁场科学中心研究员陈文革课题组和万瑞冷电科技有限公司合作,建立了国际上首个基于超导磁体的磁旋转吸收光谱测量OH自由基装置,实现了对OH自由基106molecule/cm3的实时原位测量。 OH自由基是大气中重要的氧化剂,对流层大气中几乎所有的可被氧化的痕量气体都主要通过与OH自由基反应而被转化、去除。因此,大气中OH自由基的浓度水平可作为大气氧化能力的指标,其源与汇及反应过程与区域和全球性气候变化、大气臭氧水平以及酸沉降等重大环境问题密切相关。但OH自由基反应活性高、寿命短、浓度低,其准确测量十分困难,是大气化学领域具有挑战性的研究内容。 磁旋转吸收光谱技术利用顺磁性分子在纵向磁场中发生的法拉第效应,使分子能级发生塞曼分裂,通过调制解调旋光信号获得磁旋转吸收光谱。该方法对顺磁性分子信号有显著增强作用,同时能够排除大气中常见的水和挥发性有机组分等其他抗磁性分子吸收的干扰,具有高探测灵敏度。

磁旋转吸收光谱技术利用顺磁性分子在纵向磁场中发生的法拉第效应,分子能级发生塞曼分裂,通过调制解调旋光信号获得磁旋转吸收光谱。该方法对顺磁性分子信号有显著的增强作用,同时能够排除其他抗磁性分子(如大气中常见的水和挥发性有机组分等)吸收的干扰,具有很高的探测灵敏度。

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课题组赵卫雄研究员等从2009年开始在国际上率先发展基于中红外2.8微米磁旋转吸收光谱的OH自由基探测新方法(Opt. Express 19, 2493-2501, 2011; Appl.Phys.B 109, 511–519, 2012)。此次,课题组与强磁场科学中心陈文革研究员课题组以及万瑞冷电科技有限公司的研究人员联合攻关,首次将大口径传导冷却超导磁体系统应用于磁旋转吸收光谱中,并将其与大气光化学反应烟雾箱实验系统相结合,在108米吸收光程上,实现了OH自由基1.6×106个/cm3的探测极限,测量准确度好于3%。

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图1.基于超导磁体的磁旋转吸收光谱测量OH自由基装置示意图和照片

图1 基于超导磁体的磁旋转吸收光谱测量OH自由基装置示意图和照片

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