[發明專利]一種大氣氣態污染物與顆粒物原位反應裝置及檢測方法

有效

• 申請號: 201910524540.2
• 申請日: 2019-06-17
• 公開（公告）號: CN110146523B
• 公開（公告）日: 2020-12-04
• 發明（設計）人: 王煒罡;王義丹;葛茂發;廉超凡
• 申請（專利權）人: 中國科學院化學研究所
• 主分類號: G01N23/04
• 分類號: G01N23/04;G01N23/2251;G01N23/223
• 代理公司: 北京天達知識產權代理事務所(普通合伙) 11386
• 代理人: 叢洪杰;程虹

1.一種大氣氣態污染物與顆粒物的原位反應裝置，其特征在于，包括依次連接的進樣單元、反應單元和采樣單元，所述進樣單元用于大氣氣態污染物與顆粒物的進樣；所述進樣單元包括氣體管路和顆粒物去除裝置，所述顆粒物去除裝置包括濾膜，所述濾膜的材質為聚四氟乙烯、石英和玻纖中的一種；

所述反應單元包括結構相同的第一反應室、第二反應室和第三反應室；所述第一反應室內設有第一載物臺，所述第一載物臺上設有第一孔槽，所述第一孔槽用于固定第一顆粒物裝載片；第二反應室內設有第二載物臺，第二載物臺上設有第二孔槽，第二孔槽內設有第二顆粒物裝載片，第二孔槽同樣用于固定第二顆粒物裝載片；第三反應室內設有第三載物臺，第三載物臺上設有第三孔槽，第三孔槽內設有第三顆粒物裝載片，第三孔槽同樣用于固定第三顆粒物裝載片；

所述第一反應室上設有第一濾光片，所述第一濾光片用于密封第一反應室和對光的不同波長進行截止和通過；

所述采樣單元用于檢測氣體流速和累計流量；

所述第一反應室為暗反應室；所述第二反應室為光源照射反應室；所述第三反應室為空白對照反應室；

所述第一反應室、第二反應室和第三反應室的進口和出口處對應設有用于調節氣態污染物流量的第一閥門、第二閥門和第三閥門；

所述光源包括氙燈、紫外燈管、鹵素燈、氘燈、LED燈和太陽光；

所述反應單元還包括第四反應室，所述第四反應室為重污染空氣反應室；所述第四反應室的進口和出口處均設有用于調節空氣流量的第四閥門；第四反應室內設有第四載物臺，第四載物臺上設有第四孔槽，第四孔槽內設有第四顆粒物裝載片，第四孔槽用于固定第四顆粒物裝載片；

所述第一顆粒物裝載片用于承載礦物和金屬氧化物的顆粒物；所述礦物和金屬氧化物的顆粒物用于與氣態污染物反應并生成新的顆粒物；

所述采樣單元包括采樣泵和氣體流速控制器；所述采樣泵用于將大氣氣態污染物和顆粒物抽入反應單元中；

所述氣體流速控制器用于檢測通過采樣泵的氣體瞬時流速和累計流量。

2.根據權利要求1所述的大氣氣態污染物與顆粒物的原位反應裝置，其特征在于，所述第一顆粒物裝載片為銅網、硅片或玻璃。

3.根據權利要求1所述的大氣氣態污染物與顆粒物的原位反應裝置，其特征在于，所述氣體流速控制器為質量流量計、浮子流量計或限流孔中的一種。

4.一種大氣氣態污染物與顆粒物的原位檢測方法，其特征在于，采用權利要求1至3任一項所述的大氣氣態污染物與顆粒物的原位反應裝置，所述原位檢測方法包括：

步驟S1.利用采樣單元將氣體抽入反應單元內，氣體經進樣單元后去除空氣中顆粒物后成為氣態污染物；

步驟S2.將氣態污染物引入暗反應室和光源照射反應室內并與其內的顆粒物反應生成新的顆粒物，空白對照反應室內設有與暗反應室和光源照射反應室相同的顆粒物；同時，將大氣氣態污染物引入重污染空氣反應室，重污染空氣反應室內的顆粒物與暗反應室和空白對照反應室內的顆粒物相同；

步驟S3.對光源照射反應室和暗反應室內新生成的顆粒物分別采用透射電子顯微鏡TEM和EDX能譜儀進行表征和分析。