[发明专利]大气光化学反应的调压方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种调控光化学反应的压强的方法，特别涉及一种利用双层结构的室外烟雾箱的调温、调压方法。

背景技术

光化学烟雾是由汽车、工厂等污染源排入大气的碳氢化合物和氮氧化物等一次污染物，在阳光的作用下发生化学反应，生成臭氧、醛、酮、酸、过氧乙酰硝酸酯等二次污染物，参与光化学反应过程的一次污染物和二次污染物的混合物所形成的烟雾污染现象叫做光化学烟雾。

为了了解光化学反应机理，国内外科研机构普遍开展了利用光化学烟雾箱模拟大气光化学反应的实验研究。应用烟雾箱进行大气环境化学模拟研究不但能够排除复杂的气象、地形等因素的影响，从而在可以控制且能重复的条件下单纯地模拟大气中的化学过程，提炼出大气化学反应的本质，获得反应的机制机理，而且还可以开发并验证大气化学模式，其研究成果将为大气污染防治对策的制定提供科学依据。目前已知的国内外的烟雾箱分为室内和室外两种。室外烟雾箱的优点是可以直接利用阳光，缺点是光强随着自然条件的变化而变化，且周围环境也在不断变化。温度、湿度、光强等的不断变化和难以控制使得烟雾箱实验的可重复性变差。而室内烟雾箱可以对温度、湿度等因素提供精确的控制，实验的重复性较好。但由于人造光源的发射光谱不能在全波段上都与太阳光相同，使得测得的某些光化学反应速率与在阳光下得到的反应速率存在偏差。

发明内容

本发明为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种对室外烟雾箱中光化学实验的调压方法，能保证既能利用阳光，同时又可精确控制实验条件，提高光化学反应实验精度。

本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：

控制大气光化学反应的压强的方法，包括如下步骤：

(1)向光化学反应舱中充入适量的纯净空气和反应气体，充入气体的量要根据所要调控的压强计算出来；向调控舱中充入纯净空气。

(2)关闭反应舱的换气阀，保证反应舱为密封空间；

(3)用真空泵对调控舱进行抽气，使调控舱中的压强达到所要控制的压强；

(4)由于内层为柔性材料，光化学反应舱的体积会随着调控舱压强降低而增大，光化学反应舱中的压强会逐渐减小至约等于调控舱的压强。

本发明还提供了一种在光化学反应实验过程中随时调控压强的方法，包括如下步骤：

(1)保持反应舱密封；

(2)通过用真空泵对调控舱进行抽气或用压缩机对调控舱进行充气，减小或增大调控舱的压强；

(3)反应舱的压强随之改变。

上述调控压强的方法利用到的装置的特征是：整个装置包括调控舱和光化学反应舱两个舱室；两个舱室都是可密闭的空间；调控舱围绕光化学反应舱。

调控舱的舱壁要具有耐压、透光的性质，其承受压强范围至少是0atm～1atm。

光化学反应舱的舱壁材料是柔性、透光材料。

所述光化学反应舱安装减压阀，减压阀的阈值压强略大于由塑料薄膜重力产生的压强。

本方法对光化学反应的压强的控制范围是0.01atm～2atm。

减压过程要保证反应舱内气体在低气压下的体积不大于反应舱的最大体积。

本发明所述的调控光化学反应的压强的方法是通过改变外层的调控舱的压强，来间接改变内层光化学反应舱的压强，可以模拟高空低压环境下的大气化学实验研究，同时化学反应舱是独立、密封的空间，保证了反应舱中的光化学反应尽可能不受调压过程的影响。另外，本发明所述的调压方法可以在光化学反应的进行过程中对压强实施调控，而不需要对反应舱进行抽气或充气，减少了对实验气体的干扰。因此，本方法增加了实验的灵活性和可控性，提高了实验的可重复性和实验结果的可靠性。

附图说明

图1为本发明所述方法所使用的一种典型装置的示意图；

图中标记：1-外层，2-调控舱，3-减压阀，4-光化学反应舱，5-内层，6-换气阀(调控舱)，7-换气阀(反应舱)，8-真空泵，9-空气净化系统，10-压缩机，11-采样口，12-支架。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明做进一步的说明：

为了研究大气在光照条件下发生的化学反应以及光化学烟雾的机理，需要进行大气光化学模拟实验，本发明所述的方法可用于控制光化学模拟实验的压强。