[實用新型]一種有機物大氣氧化反應的研究裝置

有效

• 申請號: 202223372874.9
• 申請日: 2022-12-14
• 公開（公告）號: CN219348794U
• 公開（公告）日: 2023-07-14
• 發明（設計）人: 曹蓉;馬俊玲;耿檸波;張亦弛;張海軍;陳吉平
• 申請（專利權）人: 中國科學院大連化學物理研究所
• 主分類號: G01N33/00
• 分類號: G01N33/00;G01N33/02
• 代理公司: 大連東方專利代理有限責任公司 21212
• 代理人: 周媛媛;李馨

本實用新型公開了一種有機物大氣氧化反應的研究裝置，屬于實驗裝置技術領域，本實用新型的研究裝置從左到右依次為串聯的氧化物種產生及引入裝置、氧化反應管、產物富集裝置和尾氣吸收裝置，氧化反應管左下端設置底物引入系統，氧化物種產生及引入裝置包括臭氧發生器和可移動內插管，可移動內插管固定插入氧化反應管內部，反應管出口處連接產物富集裝置，產物富集裝置出口處連接有尾氣吸收裝置。本實用新型的研究裝置結構簡單、操作簡便，可以通過反應底物引入濃度、反應時間、反應氛圍等多個環節控制反應進程，為有機物大氣氧化反應的研究提供便捷，可以廣泛應用于有機物大氣轉化產物的鑒定及動力學過程研究。

技術領域

本實用新型屬于實驗裝置技術領域，具體涉及一種有機物大氣氧化反應的研究裝置。

背景技術

大氣污染是危害我國公眾健康的主要因素之一，大氣污染引起的環境效應與健康效應通常與顆粒物污染相關。顆粒物粒徑較小，在空氣中停留時間較長，比表面積較大，易吸附或吸收氣相中的化合物，這些特征使得顆粒物負載有大量的有機或者無機污染物，隨著呼吸進入人體后會造成顯著的健康效應。從組成上來說，顆粒物主要由無機氣溶膠、有機氣溶膠、金屬元素及黑碳等組成。從來源上，顆粒物包含一次污染物及污染物在大氣中氧化生成的二次污染物。研究表明，二次氣溶膠尤其是二次有機氣溶膠是我國大氣中顆粒物成核和增長的主要來源，是顆粒物污染的主要貢獻。

大氣中普遍存在高活性氧化物種，包括O₃、H₂O₂以及OH自由基、NO₃自由基等，一次源排放的有機物以氣態或顆粒物形式排放到大氣中，在紫外光照的激發下，與大氣中的氧化性物種發生反應，進而開啟轉化反應歷程。研究表明，·OH可作為引發劑與VOCs分子發生反應生成有機過氧自由基RO₂·，然后再與NO反應生成RO·自由基，同時導致NO₂的產生與O₃的累積；自由基RO·在大氣中可繼續傳遞自由基，同時將自身轉化為較穩定中間產物，然后開啟新一輪光化學反應，進而形成一系列次級產物。大氣中有機物的轉化路徑復雜，產物眾多，轉化機理仍不清晰。濃度低、反應物復雜等大氣條件的限制，通常使用煙霧箱模擬有機物大氣氧化反應，但存在著濃度低、時間長、占地面積大、裝置復雜的缺陷。部分氧化實驗研究采用氧化管，但主要集中于顆粒物的非均相氧化研究，采用介質放電方式生成臭氧，這種方式引入的雜質較多；對底物的引入多采用加熱混合后形成標準物氣袋引入，真空泵抽氣引入，操作復雜；反應停留時間由反應物出口與檢測器入口之間距離確定，出入口位置固定，可調控性差；反應管出口處多連接在線儀器，成本高昂。

實用新型內容

本實用新型的目的在于提供一種有機物大氣氧化反應的研究裝置，應用于模擬有機污染物在大氣中的均相氧化反應產物鑒定及動力學過程研究。

為實現上述目的，本實用新型提供如下技術方案：

本實用新型提供一種有機物大氣氧化反應的研究裝置，從左到右依次為串聯的氧化物種產生及引入裝置1、氧化反應管2、產物富集裝置3和尾氣吸收裝置，氧化反應管2左下端設置底物引入系統5。

進一步地，氧化物種產生及引入裝置1包括臭氧發生器和可移動內插管4，臭氧發生器產生的臭氧接入可移動內插管4。

進一步地，可移動內插管4通過聚四氟乙烯膠塞固定插入氧化反應管2內部，可移動內插管4末端有多個小孔，呈現點狀分散模式，以供氧化物種與反應底物在可移動內插管4的出口處快速混合。

進一步地，可移動內插管4為圓形石英玻璃細管，長為20-100cm，內徑為3-10mm。

進一步地，氧化反應管2包括主體反應段、預混合段和反應管出口。

進一步地，氧化反應管2為石英玻璃材質，長為50-200cm，內徑為3-10cm，中空圓柱形，左側為敞口，采用聚四氟乙烯膠塞固定可移動內插管4插入氧化反應管2內的深度。