[發(fā)明專利]一種定性檢測空氣中二氧化硫的方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210027245.4
• 申請日: 2012-02-08
• 公開（公告）號: CN103163207A
• 公開（公告）日: 2013-06-19
• 發(fā)明（設計）人: 李海洋;陳創(chuàng);杜永齋;程沙沙;王衛(wèi)國
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學院大連化學物理研究所
• 主分類號: G01N27/62
• 分類號: G01N27/62
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標代理有限公司 21002
• 代理人: 馬馳

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及空氣中二氧化硫(SO₂)的定性分析檢測，是一種使用離子遷移譜儀檢測SO₂的方法。這種方法可以實現(xiàn)對SO₂的快速檢測，同時也拓寬了離子遷移譜儀能夠檢測化合物的種類。

背景技術(shù)

SO₂是一種重要的大氣環(huán)境污染物。它主要來自含硫煤、石油和天然氣的燃燒，以及礦物開采過程中氣體的釋放。此外，火山活動等一些自然過程也排放一定量的SO₂氣體。SO₂對人的眼、鼻、咽喉、肺等器官具有強烈的刺激性；能引起黏膜炎、嗅覺和味覺障礙，倦怠無力等慢性疾患。另外，它最突出的環(huán)境特性是能在大氣中氧化最終形成硫酸和硫酸鹽，是酸雨和化學煙霧的成因之一。因此，對SO₂的快速靈敏檢測也就顯得至關(guān)重要。

可用于此目的的技術(shù)為離子遷移譜技術(shù)，在本領(lǐng)域中縮寫為IMS；相同的縮寫也用于實施該技術(shù)的儀器，在這種情況下表示“離子遷移譜儀”。離子遷移譜技術(shù)作為一種氣相分析方法，具有靈敏度高，響應速度快，價格低廉，使用方便等優(yōu)點，非常適合于氣體樣品的實時在線分析。在適當?shù)牟僮鳁l件下，該儀器可以檢測到其中介質(zhì)中以微微克(pg，即10^-12克)數(shù)量級的量或以萬億份之一份(ppt，相當于每10¹²樣品的氣體分子中一個被分析物質(zhì)的分子)量級的濃度存在的氣體或蒸汽物質(zhì)。

IMS儀器主要由離子源、反應區(qū)、離子門、遷移區(qū)和離子接收與檢測系統(tǒng)組成。離子源是離子遷移譜儀中“試劑離子”形成的地方，這些試劑離子被引入到反應區(qū)中與待分析樣品發(fā)生分子離子反應，生成產(chǎn)物離子。所述反應區(qū)利用離子門與遷移區(qū)分開，所述離子門上保持在適當電勢時，阻止在反應區(qū)產(chǎn)生的離子進入到遷移區(qū)。當離子門的電勢被取消時，可以允許部分離子進入遷移區(qū)，此時為分析的“時間零點”。所述的分離區(qū)包括一系列的電極，這些電極產(chǎn)生電場，從而將離子從反應區(qū)帶到離子接收和檢測系統(tǒng)。該區(qū)域保持在大氣壓條件下，在該區(qū)域中存在與離子運動方向相反的氣流，該氣流在本領(lǐng)域中定義為“漂氣”，是非常純凈的氣體。離子的運動速度取決于電場和氣體介質(zhì)中相同離子的遷移率，從而不同的離子花費不同的時間通過遷移區(qū)并到達離子接收和檢測系統(tǒng)。從時間零點至到達離子接收和檢測系統(tǒng)的時間成為“飛行時間”。所述離子被離子接收和檢測系統(tǒng)接收并檢測，最終在譜圖中作為飛行時間的函數(shù)給出對應離子的峰；已知測試條件，通過確定該時間就有可能確定分析目標物質(zhì)的存在，而應用適當算法計算峰面積就可能計算相應物質(zhì)的濃度。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明將提供一種使用離子遷移譜儀定性檢測空氣踐二氧化硫(SO₂)的方法。該離子遷移譜儀裝配有在大氣壓條件下能夠產(chǎn)生試劑離子O₃^-(H₂O)_n的離子源，利用該試劑與SO₂之間的O^-離子轉(zhuǎn)移反應來對SO₂進行電離和檢測。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

一種定性檢測空氣中二氧化硫的方法，使用離子遷移譜儀對SO₂進行檢測，其特征在于：

應用在大氣壓條件下能夠產(chǎn)生試劑離子O₃^-(H₂O)_n的離子源作為離子遷移譜儀器的離子源。

樣品氣體為混有SO₂的空氣，并且在離子遷移譜儀器的遷移區(qū)使用潔凈空氣作為漂氣。

離子遷移譜儀中通入的漂氣流量與樣品氣體流量之間的體積比大于等于1。其中所述體積比在2-5之間。

所述空氣為大氣經(jīng)過活性炭、硅膠和分子篩中一種或者二種以上過濾后的潔凈空氣。其中潔凈空氣的濕度為10ppmv以下。

所述能夠產(chǎn)生試劑離子O₃^-(H₂O)_n的離子源為紫外光光電發(fā)射離子源、電暈放電或輝光放電等離子源。

本發(fā)明的優(yōu)點是：

該方法便攜，可以實現(xiàn)對SO₂的快速高靈敏檢測。該方法的檢測靈敏度可以達到ppt量級。

下面結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明作進一步詳細的說明：

附圖說明：

圖1、紫外光光電發(fā)射離子源離子遷移譜儀示意圖；