[发明专利]一种用于采集大气中过氧化物的雾液吸收装置

说明书

本发明提出了一种用于采集大气中过氧化物的雾液吸收装置，由流量计，气泵，雾室，上固定器以及下固定器组成，待检测气体通过气泵从下固定器下方进入雾室并通过雾室中的喷气管形成气与液的雾状捕集液，所述喷气管呈下部大上部小的椎管状结构，所述喷气管的末端具有一个先缩窄后扩张的喷气口；所述喷气管的外侧壁固定支撑有一个吸液管，所述吸液管末端的喷嘴具有一个挡杆，所述挡杆竖直跨越所述喷嘴将所述喷嘴分隔为水平并排的两半，所述雾室中装有pH为7的水溶液作为捕集液。本发明提供了改进的喷气管和吸液管的结构，大大提高了过氧化物在捕集液中的溶解度，有利于降低过氧化物的检测下限，提高了检测的灵敏度，有利于低浓度气态过氧化物的监测。

技术领域

本发明涉及一种大气环境监测设备，尤其是一种用于采集大气中过氧化物的雾液吸收装置，该装置也可以作为模拟PM_2.5实验时的颗粒物发生器。

背景技术

大气中的氮氧化物和碳氢化合物等一次污染物，在阳光照射下可发生复杂的化学反应生成多种二次污染物，其中的过氧化物即为二次污染物中的一类污染物。过氧化物是光化学烟雾的重要组成成分，由于其具有强氧化性和高水溶性，不仅在光化学反应中起着重要作用、是影响酸雨形成的重要因素，而且是导致PM_2.5中的重要组分硫酸根(SO₄^2-)生成的主要氧化剂。因此准确测定大气中过氧化物的浓度，对于控制及消减PM_2.5、酸雨和光化学污染非常重要。

通常过氧化物在大气中的浓度非常低，一般低于1×10^-9，最高可达7×10^-9，同时由于过氧化物反应活性很高，因此大气过氧化物浓度的监测、尤其是大气过氧化物的采集是一项非常困难的工作，且可用于检测的设备也十分有限。

《大气中过氧化物监测方法的研究及其应用》(浙江工业大学硕士学位论文，2013年，缪萍萍)中对于大气中过氧化物采样和分析方法进行了比较详细的介绍，其中关于检测方法的原理等进行了系统梳理，在此不再一一赘述，论文中的采样技术在此引用作为参考。

本申请在该采样技术的基础上，特别对现有采集大气中过氧化物的雾液吸收装置进行了改进，以实现对气态过氧化物浓度更准确地检测。特别指出的是，现有雾液吸收装置是由科学家Cofer首次提出，《大气中过氧化物监测方法的研究及其应用》中提供了一种改进的类似的雾液吸收装置，如图1所示，其显示的是一种现有雾液吸收装置的结构示意图。图1所示现有雾液吸收装置通常由流量计1，气泵2，雾室3，上固定器4以及下固定器5组成。上下固定器4、5将雾室3固定在中间。下固定器5中放有两张孔径为1.0μm的特氟龙膜以去除空气中的空气动力学直径大于1.0μm的颗粒物。雾室3中装有磷酸作为大气过氧化物的捕集液6。上固定器4中放有一张孔径为0.45μm的特氟龙膜，以防止捕集液进入至流量计中。上固定器4出口先后连接流量计1和气泵2。

通过气泵2提供的动力，含有过氧化物的大气样品从下固定器5进入雾室3，在雾室3中的喷气管31的末端喷气口周围形成负压，通过负压使雾室3中的捕集液6到达喷气管31末端的喷气口气流中形成雾状捕集液，从而使经由喷气管31进入雾室3中的大气样品中的过氧化物得以溶解于雾状捕集液6中。该装置可以增大从固定器5进入到雾室3的含过氧化物的大气样品与捕集液6的接触面积，使大气样品中的过氧化物可以尽可能完全地溶解于捕集液6中，提高了气态过氧化物的采样效率。形成的雾液在撞击雾室3的器壁后回流至雾室3的捕集液6中，从而形成了对过氧化物连续的捕集。