详情

原文传递环境大气中气态亚硝酸浓度的测量方法及系统

专利名称：	环境大气中气态亚硝酸浓度的测量方法及系统
摘要：	本发明提供了一种环境大气中气态亚硝酸浓度的测量方法。通过以碘离子为试剂离子的化学电离化质谱仪技术，直接采样快速进行测定，响应时间迅速，可以有效且准确地观测短时间内气态亚硝酸的变化，为更好地分析大气氧化性及污染成因提供基础；该检测方法能够对低浓度的气态亚硝酸进行测定，检出限为几十ppt级别，保证具有较高的灵敏度；该检测过程中不需要依赖于吸收溶液，操作简单、使用安全，该方法检测速度快、检测灵敏度高、检测干扰小，为更好地分析大气氧化性及污染成因提供基础。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	广东;44
申请人：	香港理工大学深圳研究院
发明人：	汪维昊;彭翔;王韬
专利状态：	有效
申请日期：	2020-08-19T00:00:00+0800
发布日期：	2022-03-11T00:00:00+0800
申请号：	CN202010838171.7
公开号：	CN114166920A
代理机构：	深圳中一专利商标事务所
代理人：	高星
分类号：	G01N27/62;G;G01;G01N;G01N27;G01N27/62
申请人地址：	518057 广东省深圳市南山区高新园南区粤兴一道18号香港理工大学产学研大楼205室
主权项：	1.一种环境大气中气态亚硝酸浓度的测量方法，其特征在于，包括如下步骤：确定仪器灵敏度及背景信号：确定真空反应室的压强，通过N组不同相对湿度的零气将HONO标准气体进行稀释，得到N组不同相对湿度下的HONO标准气体，且N大于等于5；分别检测所述N组不同相对湿度的HONO气体的灵敏度和背景信号，根据所述N组不同相对湿度与所述灵敏度绘制HONO气体灵敏度的标准曲线，获取HONO气体灵敏度的方程，根据所述N组不同相对湿度与所述背景信号绘制HONO气体背景信号的标准曲线，获取HONO气体背景信号的方程；采集大气样品：采集环境大气样品并测定所述环境大气样品的相对湿度，采用所述HONO气体灵敏度的方程计算得到环境大气样品的灵敏度，利用所述HONO气体背景信号的方程计算得到环境大气样品的背景信号；计算HONO浓度：向真空反应室提供碘离子，控制所述环境大气样品经过采样管路进入真空反应室的流量，将所述环境大气样品与所述碘离子进行反应得到反应物，测定所述反应物中IHONO-聚合离子的质谱信号强度，I-试剂离子、IHCOOH-干扰离子的质谱信号强度以及背景信号；根据气态亚硝酸浓度的计算公式计算得到所述环境大气中气态亚硝酸的浓度。 2.根据权利要求1所述的环境大气中气态亚硝酸浓度的测量方法，其特征在于，所述气态亚硝酸浓度的计算公式为：其中，SIG174/127为所述IHONO-聚合离子的质谱信号强度与所述I-试剂离子的质谱信号强度的比值；BKG环境大气样品为所述环境大气样品的背景信号；SIG173/127为所述IHCOOH-干扰离子的质谱信号强度与所述I-试剂离子的质谱信号强度的比值；BKG173/127为所述IHCOOH-干扰离子的背景信号与所述I-试剂离子的背景信号的比值；SENS环境大气样品为所述环境大气样品的灵敏度；1.2％(SIG173/127-BKG173/127)为甲酸中的13C同位素比例的信号强度。 3.根据权利要求1所述的环境大气中气态亚硝酸浓度的测量方法，其特征在于，提供碘离子的步骤中，在离子源中采用α放射源对甲基碘和氮气的混合气体进行电离处理得到碘离子；其中，所述α放射源选自210Po、226Ra、228Th、238Pu、239Pu、241Am的任意一种。 4.根据权利要求3所述的环境大气中气态亚硝酸浓度的测量方法，其特征在于，所述甲基碘的流量为1～10sccm，且所述甲基碘的浓度为3000～4000ppm；和/或，所述氮气的流量为100～1000sccm，且所述氮气的纯度≥99.99％。 5.根据权利要求1～4任一所述的环境大气中气态亚硝酸浓度的测量方法，其特征在于，确定真空反应室的压强的步骤中，所述真空反应室的压强为20～80torr；和/或，控制所述环境大气样品经过采样管路进入真空反应室的流量的步骤中，所述环境大气样品经过采样管路进入真空反应室的流量为0.5～2.0slpm。 6.根据权利要求1～4任一所述的环境大气中气态亚硝酸浓度的测量方法，其特征在于，将所述环境大气样品与所述碘离子进行反应得到反应物的步骤中，所述反应步骤于真空反应室中进行，其中，所述真空反应室的材质为304不锈钢，且所述真空反应室的形状为圆柱形。 7.根据权利要求6所述的环境大气中气态亚硝酸浓度的测量方法，其特征在于，所述真空反应室的长度为3～10cm，内径为4～8cm。 8.根据权利要求1～4任一所述的环境大气中气态亚硝酸浓度的测量方法，其特征在于，将所述环境大气样品与所述碘离子进行反应得到反应物的步骤中，采用化学电离化系统进行反应；和/或，测定所述反应物中IHONO-聚合离子的质谱信号强度，I-试剂离子、IHCOOH-干扰离子的质谱信号强度以及背景信号的步骤中，采用四极杆质谱系统进行测定。 9.一种环境大气中气态亚硝酸浓度的测量系统，其特征在于，所述测量系统包括标定系统、采样系统、化学电离化系统以及四极杆质谱系统，所述标定系统与所述化学电离化系统连接，所述采样系统与所述化学电离化系统连接，所述化学电离化系统与所述四极杆质谱系统连接；其中，标定系统包括零气发生器、酸洗涤器、HONO发生器、湿度控制器、湿度传感器、采样管和旁路管，零气发生器与HONO发生器连接，酸洗涤器与HONO发生器连接，HONO发生器与采样管连接，湿度控制器与HONO发生器并联连接，湿度传感器一端连接于HONO发生器与采样管之间，另一端与旁路管连接，采样管的输出端与化学电离化系统的真空反应室连接；采样系统包括总进气管、颗粒物分离器、旁路管和仪器进气管，总进气管通过颗粒物分离器与旁路管、仪器进气管连接，仪器进气管与化学电离化系统的真空反应室连接；化学电离化系统包括离子源和真空反应室，离子源与真空反应室连接，真空反应室与四极杆质谱系统的碰撞解离室连接；四极杆质谱系统包括碰撞解离室、四极杆质谱过滤室和离子检测器，碰撞解离室与四极杆质谱过滤室连接，四极杆质谱过滤室与离子检测器连接。 10.根据权利要求9所述的环境大气中气态亚硝酸浓度的测量系统，其特征在于，所述采样系统中，总进气管、旁路管、仪器进气管的材料选自特氟龙材料。
所属类别：	发明专利