[发明专利]一种快速检测空气中气体二氧化氯浓度的方法

权利要求书

1.快速检测空气中气体二氧化氯浓度的方法，其特征在于该方法包括以下步骤：

(1)在一定条件下，ClO₂气体和H₂S气体在反应室内混合，气相中H₂S与ClO₂反应产生的S原子重新组合生成电子激发态的S₂^*，并且在回迁时有荧光性，产生化学发光，反应式如下：

其中，S₂^*发射光谱波长在250-460nm之间。

(2)根据ClO₂气体和H₂S气体化学发光反应特性，选择合适波长探测范围的传感器，对发光反应所产生的光强信号进行采集、记录，

其中，在外部条件一定的情况下，化学发光强度与反应物的浓度有如下关系：

其中，I_CL是波长λ和时间t的函数，表示波长为λ的光子在t时刻的化学发光强度；γ是传感器的收光效率；是化学反应发光效率；dc_A/dt和dc_B/dt分别是两种反应物的反应速率。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：ClO₂气体和H₂S气体的化学发光反应中，保持H₂S始终过量，步骤(2)所述的关系式通过积分变化，简化为：I_CL表示整个反应的总的化学发光强度；K表示测试条件常数或作为灵敏度的度量；c为待测物ClO₂浓度；C为积分常数。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于：所述一定条件是：温度为室温，H₂S气体的纯度为95％-99.8％，流速为50～80mL/min；ClO₂浓度为10～200mg/L，流速为100～600mL/min；反应室内压强为0.1～0.05MPa；传感器采集频率为5～500Hz，采集时长为5s～10min。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：反应室内压强为0.06MPa时，化学发光的光信号强度达到最大，检测灵敏度较高。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：ClO₂气体流速为300mL/min时，光信号强度达到最大值，检测具有最高的灵敏度。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于：反应室压强为0.06MPa，ClO₂流速为300mL/min时，ClO₂浓度在60～140mg/L范围内，浓度值与化学发光强度的关系式为：I_CL＝24.356+0.7233c，检测灵敏度为0.7233/(mg.L^-1)。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述S₂^*发射光谱最大发射波长在328nm。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所用传感器为紫外光传感器，作为光信号的采集装置。

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述记录通过记录仪实现，所述记录仪的信号采集时长为5s、采集频率在4～1000Hz之间，将不同时刻的光信号强度，对反应时间进行积分来获得采集时长内的光信号总强度，通过RS232接口与电脑相连，对数据采集与保存。