安光所张为俊斟酌员课题组和强磁场科学核心陈无产阶级文化大革命局动研讨员课题组、万瑞冷电科技(science and technologyState of Qatar有限公司合修造立了国际上第多个基于超导磁体的磁旋转吸取光谱度量OH自由基装置,完结了对OH自由基106molecule/cm3的实时原位测量。

近年,相关研商专门的学业以Superconducting-Magnet-Based Faraday Rotation
Spectrometer for Real Time in Situ Measurement of OH Radicals at
106Molecule/cm3Level in an Atmospheric Simulation Chamber
为题在线公布在U.S.化学学会主办的Analytical
Chemistry
期刊上(化学类SCI一区,DOI:10.1021/acs.analchem.7b04949)。

OH自由基是大气中根本的氧化剂,对流层大气中差不多具备的可被氧化的痕量气体首假若经过与OH自由基反应而被转接和去除的。由此,大气中OH自由基的浓淡水平可看成大气氧化工夫的目标,其源与汇及反应过程与区域和举世性天气变化、大气臭氧水平以至酸沉降等关键情状难题紧凑相关,国际上非常珍视OH大气化学进程的商讨。但出于OH自由基反应活性高、寿命短、浓度低,其准确度量拾叁分困难,是今后大气化学领域十一分首要和挑战性的钻探内容。

磁旋转摄取光谱本领利用顺磁性分子在纵向磁场中生出的法拉第效应,分子能级发生塞曼差别,通过调制解调旋光实信号获得磁旋转摄取光谱。该办法对顺磁性分子数字信号有分明的升高功能,同一时候能够消亡别的抗磁性分子(如大气中不足为道的水和挥发性有机组分等)吸取的骚扰,具有相当的高的探测灵敏度。

课题组赵卫雄切磋员等从二零一零年始于在列国上第一发展基于中红外2.8皮米磁旋转吸收光谱的OH自由基探测新议程(Opt.
Express 19, 2493-2501, 二零一三; Appl.Phys.B 109, 511–519,
2013)。此番,课题组与强磁场科学主题陈无产阶级文化大革时局动商量员课题组以致万瑞冷电科技(science and technology卡塔尔国有限公司的钻探人士联合攻关,第叁遍将大口径传导冷却超导磁连串统应用于磁旋转摄取光谱中,并将其与大气光化学反应谷雾箱实验系统相结合,在108米摄取光程上,完毕了OH自由基1.6×106个/cm3的探测极限,测量准确度好于3%。

该仪器的研制作而成功,将为OH自由基相关的恢宏化学进程研讨提供商量平台,从而助长OH自由基再生新机制、大气氧化性、挥发性含碳纯净物分解机理、有机气溶胶老化等大气化学宗旨难题的中肯钻探,对本国当下大气复合污染探讨有着至关心珍爱要意义。

该商讨职业赢得国家自然科学基金、中国中国科学技术大学学青促会以致新疆省级特出付加物秀青少年基金等种类的捐助和支撑。

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图1 基于超导磁体的磁旋转吸收光谱度量OH自由基装置暗暗表示图和相片

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图2
臭氧光解实验进度中的OH自由基F索罗德S能量信号变化:反应不相同随即的FLacrosseS时限信号;反应临近停止时的FHighlanderS时域信号。