北京机动车限行期间苯和甲苯的DOAS测量

基于差分光学吸收光谱(DOAS)技术在北京机动车限行期间8月7日到28日对苯和甲苯进行连续监测,获取苯、甲苯的变化特征,分析交通排放苯、甲苯和车流量关系. 监测结果表明,整个交通管制期间,监测点苯与甲苯相关系数为0.8,且二者比值为0.43～0.50,充分证明苯系物具有同源性. 限车时段苯的浓度下降11.4%,甲苯下降12.8%,而车流量下降11.8%,因此苯和甲苯是北京机动车排放的主要来源.     

Ce3+-Yb3+共掺CaF2纳米粒子的近红外发光

采用简单的水热方法制备了一系列Ce3+ -Yb3+共掺的CaF2纳米粒子.XRD测试结果表明,Ce3+和Yb3+不同掺杂浓度下的CaF2纳米粒子结晶良好.SEM和TEM分析表明,纳米粒子的平均粒径为30 nm左右.系统地研究了各样品的发光性质包括激发谱、紫外-可见发射谱、近红外发射谱和荧光寿命.激发Ce3+的5d能级,在900 ～ 1050 nm波长范围得到很强的近红外发射.随着Yb3离子浓度的增加,Ce3的发射强度降低,Yb3+的发射强度先升高后降低,Ce3+的寿命减少,能量传递效率增加.作为一个下转换光转换器,这种材料应用于硅基太阳能电池前端,能够减少电池热损失,增加电池转换效率.     

基于主动差分吸收光谱系统获取大气颗粒物光学特性研究

以主动差分吸收光谱遥感技术为基础,在干净大气环境条件下,结合参考光路设计技术,开展了获取近地面气溶胶颗粒物的光谱新方法研究.针对以宽带氙弧灯为光源的主动差分吸收光谱系统固有宽波段特性,建立了解析颗粒物光学厚度模型,获取了大气颗粒物光学特性.最后通过外场实验,获得测量期间气溶胶颗粒物光学厚度,然后采用对数线性回归获取Angstrom波长指数和混浊系数,以及大气能见度数据.主动差分吸收光谱系统用测量光程范围内的大气总的吸收特性,获得监测区域的颗粒物平均水平,更具有代表性和进一步应用价值.     

基于MAX-DOAS淮北地区疫情前后HCHO观测研究

构建了具有操作简单、大范围以及高灵敏度等特点的地基多轴差分吸收系统(MAX-DOAS),对淮北地区2019年10月至2020年5月进行连续观测,得到HCHO的时间序列.为了减少其他气体的干扰,采用不同波段反演HCHO差分斜柱浓度,对比发现,选用324～342 nm波段时,反演误差波动最小,能够精确获取甲醛气体浓度.由H...     

双光路DOAS系统获取大气颗粒物粒谱分布方法研究

当前大气复合污染日趋严重,造成大气氧化性增强,气体向颗粒物的转化加快。大气颗粒物粒径大小及谱分布决定其在大气中的行为,以差分吸收光谱法（DOAS）为基础,结合双光路设计技术,开展实时、在线、获取近地面大气气溶胶颗粒物的粒谱分布的光谱方法研究。首先构建低噪声性能稳定的宽带氙弧灯为光源的双光路差分吸收光谱系统,基于干净天气条件下大气的能见度数据对系统进行校准,通过两个不同光路获得的光谱信号强度之比获取近地面紫外-近红外波段的大气总宽波段消光系数。基于宽波段消光系数,在去除瑞利散射以及气体吸收对消光系数的影响后,解析出气溶胶颗粒物的消光系数。基于核函数准则,利用均匀球型粒子的电磁场Mie理论来反演气溶胶物理特性,获得气溶胶粒子在该测量谱段的体积谱分布,利用体积谱与数密度谱的关系,反演出气溶胶粒子的数密度谱分布。开展利用直方图方法来表现颗粒物的粒谱分布方法研究,首先将DOAS测量波段近似等分为若干谱段,利用谱段处平均值,获取气溶胶粒谱直方分布图。最后把该系统和方法应用于外场实验,获得了气溶胶颗粒物在300～650 nm范围内的消光系数,将测量波段等分为11个谱段,反演了颗粒物的在0.1～1.25 μm粒径范围的数密度谱分布。该研究为整治我国灰霾天气,研究大气气相/粒子非均相化学反应提供科学依据。同时将推动DOAS技术的进一步发展和应用。     

基于微型光纤光谱仪的DOAS系统对大气中NO2,SO2和O3的监测研究

提出了将基于微型光纤光谱仪的DOAS系统用于空气中NO2、O3和SO2的监测,并对系统的性能包括探测器的偏置、暗电流、噪声和线性以及光谱仪的的光谱分辨率和杂散光进行了测试.在2006年3月合肥郊区用该系统对NO2、O3和SO2进行了连续观测,测量结果与购买的商用仪器DOAS2000（美国热电公司）的测量结果具有很好的相关性.结果显示该系统灵敏、简单易操作、并具有高时间分辨率的优点,非常适用于NO2、O3和SO2的连续观测.     

水杨酸盐敏化BaF_2:Tb~(3+)纳米粒子中的Tb~(3+)离子发光（英文）

采用水热法制备了均匀、单分散的BaF_2: Tb~(3+)纳米粒子,并采用离子交换法制备了水杨酸钠敏化的BaF2∶Tb3+纳米粒子(SS-BaF_2: Tb~(3+))。系统地研究了样品的结构、形貌和光致发光性质。结果表明,监测Tb~(3+)离子在547 nm的~5D_4→~7F_5跃迁,SS-BaF_2: Tb~(3+)纳米粒子获得了从200 nm到385 nm波长范围宽的激发带;激发SS的π-π*电子跃迁吸收,由于SS到Tb3+的能量传递("天线效应"),SS-BaF_2: Tb~(3+)纳米粒子产生了增强的Tb~(3+)离子绿光发射;敏化纳米粒子中Tb~(3+)离子光致发光寿命比未敏化纳米粒子中Tb3+离子寿命长。     

过采样∑-△A/D技术在差分吸收光谱系统中的应用

差分光学吸收光谱法(DOAS)已经成为测量大气中微量气体成分含量常用的方法,该方法基于最小二乘原理,利用测量的大气光谱的差分吸收光学密度与标准的吸收截面进行拟合,确定待测气体的浓度.其测量精度不仅取决于光谱测量精度、仪器本身的噪声以及测量波段内其他气体的干扰等因素,还与痕量气体前期采集和处理有关.文章简介了差分吸收光谱法测量原理和仪器结构,提出过采样∑-△A/D技术,过采样技术与∑-△调制器的噪声整形技术结合,可对量化噪声进行双重抑制,从而提高待测波段内的信噪比,实验结果表明提高了DOAS系统的测量精度.     

基于多轴差分吸收光谱技术的最优估算法反演气溶胶消光廓线研究

研究了多轴差分吸收光谱技术的气溶胶消光系数垂直廓线反演方法,基于非线性最优估算法,通过地基多轴差分吸收光谱仪观测的O4气体差分斜柱浓度,结合大气辐射传输模型,反演气溶胶消光廓线和光学厚度.2017年7月和8月在淮北地区开展了外场观测实验,低仰角(小于15°)的O4差分斜柱浓度模拟结果和测量结果相关性高于0.9,较好反演了对流层的气溶胶状态.研究表明淮北地区夏季气溶胶含量整体较低,出现的两天高值天气(7月24日和8月12日)的光学厚度日均值为0.65和0.59,分别为季节均值的1.6倍和1.4倍.通过气溶胶消光廓线时序图可知,两天的气溶胶高值都位于0.5km以下,污染主要为本地积累产生.     

多轴差分吸收光谱技术测量对流层SO2垂直廓线及柱浓度

针对被动多轴差分吸收光谱技术(MAX-DOAS)反演痕量气体SO_2中吸收强度弱以及易受反演波段和大气气溶胶状态影响的问题,研究了基于地基MAX-DOAS的对流层SO_2垂直廓线及垂直柱浓度的反演方法。通过反演误差对比确定了SO_2的最佳反演波段(307～330 nm),并精确获取了差分斜柱浓度。鉴于大气中气溶胶状态是影响SO_2等痕量气体反演的重要因素,反演中采用两步反演方法:第一步通过测量O_4气体的差分斜柱浓度来反演气溶胶廓线;第二步将气溶胶廓线输入到辐射传输模型中,利用痕量气体浓度垂直反演算法获取对流层(0～4 km)中SO_2的垂直分布廓线和垂直柱浓度。将SO_2廓线在0～100 m的反演结果和地面点式仪器数据进行对比,结果发现两者的一致性较高。研究表明,基于MAX-DOAS反演对流层中SO_2的垂直分布及垂直柱浓度是一种有效的手段。