小波变换在重叠化学信号解析中的应用

将小波变换应用于重叠化学信号的分辨与处理,由于在噪声较大的情况下二阶导数法很难从噪声中区分出微弱信号峰,故通过小波卷积法确定各个组成峰的位置.在信噪比相对较低的情况下明显优于二阶导数法,然后利用小波滤波器处理数据,处理后的峰可达到基线分离,峰位置和面积基本不变.将此方法应用于单一成分的正丁酮、正丁醛以及乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇、正戊醇和仲辛醇6种醇类物质的混合物处理,得到了满意结果.     

大气挥发性有机物实时在线监测的双极性质子转移反应质谱仪研制

大气中挥发性有机物(VOCs)能参与光化学反应,导致臭氧和气溶胶等二次污染物的产生,实时精准地监测VOCs对于大气污染成因研究具有重要意义。在质子转移反应质谱(PTR-MS)研究基础上,本工作研制一套用于大气VOCs实时在线监测的双极性质子转移反应质谱仪(Dipolar proton transfer reaction mass spectrometer,DP-PTR-MS)。相比单一反应离子H_3O~+的常规PTR-MS,DP-PTR-MS中有正负3种反应离子(H_3O~+、OH~-、(CH_3)_2COH~+),可根据实际检测需要选择切换,提高定性能力,并有效扩展检测范围。其中,H_3O~+反应离子用于检测质子亲和势大于H_2O的VOCs;OH~-反应离子可与H_3O~+反应离子配合识别VOCs,还可用于检测CO_2等无机物;(CH_3)_2COH~+反应离子可在排除干扰的情况下准确检测NH_3。利用6种标准气体测定DP-PTR-MS检出限和灵敏度,结果表明,DP-PTR-MS对甲苯的检出限为7×10~(-12)(V/V),对氨气的灵敏度为126.0 cps/10~(-9)(V/V)。利用DP-PTR-MS对合肥市区大气VOCs开展连续78h实时在线监测验证实验,结果表明,DP-PTR-MS可对大气中10~(-12)(V/V)量级VOCs进行长期实时在线监测,可作为大气污染成因研究和痕量VOCs排放监测的重要工具。     

亚稳态SO(c1Σ－,v’=0)的猝灭动力学

在流动余辉装置上, 研究了SO(c¹Σ^－)的猝灭动力学过程. 获得了SO₂, O₂, CO₂, N₂, He, CS₂, CH₃OH, C₂H₅OH, C₃H₇OH, C₄H₉OH, CH₃COCH₃, C₆H₆, CH₂Cl₂, CH₂Br₂, CHCl₃, CCl₄等16种分子与SO(c¹Σ^－)发生猝灭反应的速率常数. 初步分析表明: 醇类分子C_nH_2n+1OH(n=1, 2, 3, 4)中的C—H键的数目与其对SO(c¹Σ^－)的猝灭速率成正比; CO₂, N₂等非极性无机小分子对SO(c¹Σ^－)的猝灭作用不明显, 强极性分子SO₂对SO(c¹Σ^－)的猝灭作用较强. 卤代烷烃中的卤素原子的大小对SO(c¹Σ^－)的猝灭过程发挥着较重要的作用; 而氯代烷烃中氯原子的个数与猝灭速率之间的关系不明显.     

溴代烷烃与活性氮的反应发光研究

在流动余辉装置上, 利用N₂空心阴极放电制备活性氮, 研究了活性氮与溴代烷烃(CHBr₃、CH₂Br₂、C₂H₅Br、C₄H₉Br) 反应的化学发光.上述所有反应中, 在550～750 nm波段均观察到了较强的NBr (b¹Σ+→X³Σ^-)跃迁发射谱. 同时在活性氮与CHBr₃和CH₂Br₂的反应中, 在流动管下游还观察到了CN (A²π, B²π→X²Σ⁺)的发射谱. 验证性的实验表明, 激发态NBr (b¹Σ⁺)是由二步过程形成: N(⁴S)与溴代烷烃反应生成NBr (X³Σ^-), 再通过N₂ (A ³Σ_u⁺)分子能量转移到激发态NBr (b¹Σ⁺); 而激发态的CN是通过N(⁴S) + CBr→CN(A, B) + Br过程形成的.     

潮湿空气微波放电离子形成动力学

利用微波放电电离质谱装置，通过水蒸气与空气混合气体（潮湿空气）的微波放电，同时获得了化学电离质谱探测技术中常用的三种重要母体离子H3O＋、NO＋和.结合潮湿空气中主要成分N2、O2以及水蒸气各自微波放电后的质谱探测结果，对潮湿空气微波放电后上述三种离子产生的动力学过程进行了分析，并给出了各种离子的形成机制.这些离子 分子反应过程在计算机模拟中得到了进一步的证实.     

活性氮与SO2和SOCl2的传能反应

在流动余辉装置上, 研究了活性氮与SO2和SOCl2之间的反应过程. 在280～500 nm, 观察到了SO2( A1A2,B1B1→X1A1 )和SO2(a3B1→X1A1)的发射光谱. 对比由Ar(3P0,2)与N2碰撞反应产生的纯N2(A3Σu+)与SO2、SOCl2之间反应的实验结果, 可以说明, N2(A3Σu+)在活性氮与SO2的反应中是主要的能量载体, 它与SO2的直接能量转移反应形成了激发态的SO2(A1A2, B1B1); 在活性氮与SOCl2的反应中观测到的激发态SO2(a3B1), 则可能主要是通过N(4S)与SOCl2反应生成的N2O(X1Σ+)和N2(A3Σu+)与SOCl2反应生成的SO(X3Σ－)之间的化学反应过程产生.     

同分异构体挥发性有机物的放电离子淌度谱研究

离子淌度谱利用大气压下不同离子在电场中的运动速度不同来达到分离离子的目的。离子在电场中的运动速度不仅与离子的质量有关,也与离子的结构有关,因此离子淌度谱可以有效地用来区分同分异构体。文章报道了用自行研制的放电离子源离子淌度谱仪对碳骨架异构、官能团类别异构和官能团位置异构的三类同分异构体进行了实验研究,得到了九种挥发性有机物的离子淌度谱,测量了各离子的约化迁移率,与前人使用神经网络理论得到的计算值相一致。实验表明这些同分异构体有机物能够在高分辨的离子淌度谱中实现分离,而且对本实验所研究的九种同分异构体有机物而言,迁移率大小符合规律：醇类<酮类<芳香类,直链<分支<环状,对位<间位<邻位。实验中使用指数稀释法对样品进行了定量分析,利用该方法得到的检测限达到ng·L-1量级。其中对官能团类别异构的同分异构体以及丁醇同分异构体的放电离子淌度谱研究均为首次报道。     

酮类有机物放电离子淌度谱研究

离子淌度谱是一种快速检测痕量挥发性有机物的高灵敏方法。在放电离子源离子淌度谱装置上,研究了八种酮类有机物的离子淌度谱。实验测量了各种离子的约化迁移率,其中丙酮、正丁酮、1-甲基-2-吡咯烷酮、环己酮、苯乙酮的实验结果与前人63Ni放射源离子淌度谱相一致,而甲基异丙基酮、4-甲基-2-戊酮、环戊酮单体和二聚体离子的约化迁移率则是首次报道。实验测量的约化迁移率与离子质量线性相关,获得的对酮类有机物检测灵敏度在ng·L-1量级。     

亚稳分子O~2(b^1∑^+~g)猝灭反应研究

在流动余辉装置中,利用镍金属表面催化氧原子复合的方法,产生了高浓度的亚稳态O~2(b^1∑^+~g)。采用准一级近似的方法,测定了O~2(b^1∑^+~g)被15种分子猝灭的速率常数,其大小在10^-12～10^-14cm^3·molecule^-1·s^-1数量级范围内,用电子－振动(E-V)能量转移模型分析了各种分子猝灭反应的机理,结果表明猝灭速率常数的大小与试剂分子中的C----H,N---H以及O-----H键的数目密切相关;同时,我们的结果也表明,分子的其它特性将对O~2(b)的猝灭反应也起着重要的作用。     

大气氧谱带的实验研究

利用流动余辉装置,首次报道了金属镍表面催化基态氧原子O(3P)复合从而获得大气氧谱带O2 （b1Σg+→X3Σg-）的(0,0)电子跃迁光谱。并且对反应管壁去激活O2 (b1Σg+)的动力学过程进行了分析,间接证实了O2 (b1Σg+)的浓度在反应管中是非稳态的变化过程。最后对O2 (b1Σg+)的形成机理进行了简单的讨论。