紫外激光多光子电离下甲醇团簇中的反应

应用Nd：YAG脉冲激光器输出的355nm紫外激光实现了对甲醇的多光子电离,通过质谱技术观测到了两个质子化圃簇离子系列：（CH3OH）nH^＋（n=1—15）和（CH3OH）n（H2O）H^＋（n=7—15）,结合在HF／STO-3G和B3LYP／6—31G＋＋水平上的从头计算对其反应通道做了分析,发现其产生经过了团簇内部的质子转移反应。且质子主要来自于羟基上的氢离子。并分析了（CH3OH）nH^＋系列的结构,给出了幻数团簇（CH3OH）3H^＋的构型。同时对（CH3OH）n（H2O）H^＋系列只在n≥7时出现做了相应的解释。     

基于TDLAS.技术1.65μm附近乙烷分子高分辨吸收光谱测量

基于可调谐半导体激光光谱(TDLAS)技术,结合实验室自制程长可达50 m的Herriot池,使用波长计对乙烷吸收谱线进行了准确定标,并根据记录的光谱数据,精确测量了6039～6054 cm-1波段内71条乙烷分子的谱线(中心位置及谱线强度),最小可探测谱线吸收强度为10-25 cm-1/(molecule·cm-2),对结果及误差进行了详细分析,为进一步研究天然气提供了重要参考.     

基于多模激光关联光谱的甲烷气体检测技术

为提高多模激光吸收光谱的灵敏度,将多模二极 管激光关联光谱、长程吸收技术和波长调制光谱结合,建立了一 套具有高检测灵敏度和高稳定性的气体检测系统。采用1675nm多模激光器作为光源,以光程为100 m的离散镜片型 多通 池作为气体吸收池,利用甲烷的2ν₃泛频带吸收谱线,通过计 算待测气体和参考气体的二次谐波信号峰值之间的关系,实 现了对CH₄气体的测量。实验在室温和20.265 kPa(即0.2个标准大气压)条件下进行 ,CH₄浓度范围为1.00×10－5－1.10×10－2。实验结果表明,CH₄浓度测量值与真实值之间具有良好的线性关系, 其线性度为0.997,系统的测量准确度为 3.50%,对浓度为2.60×10－6的气体样 品在30 min内的连续测 量表明系统稳定度优于2.53%。本方法具有操作简单、稳定性 好、灵敏度高和环境适应性强等优点,在工业过程控制和环境监测中具有广阔的应用前景。     

基于数字频率锁定技术实时探测实际大气中甲烷浓度

利用可调谐半导体激光吸收光谱(TDLAS)技术对气体进行长时间实时监测时,激光器波长的漂移会给测量精度造成较大的影响。为了消除这种影响,利用Lab-VIEW设计的数字比例积分微分(PID)算法和软件数字锁相,将激光频率锁定在待测气体的吸收峰上。采用1.653μm的分布式反馈(DFB)半导体激光器作为光源,结合100 m离散型Herriot吸收池,选择空气中的甲烷作为研究对象,对系统性能进行了测试和分析。结果表明,该系统可以将激光器稳定在±0.001 cm-1范围内,对激光器的漂移起到了很好的抑制作用。系统使用二次谐波测量时1 s积分时间内检测限约为1.8×10-8体积分数,可以满足环境空气中甲烷的长时间监测。该方法可以直接应用于其他痕量气体探测、燃烧诊断等领域。     

乙醇/水混合团簇的多光子电离质谱研究

利用激光器(输出波长355nm)激发乙醇和水二元混合团簇中的离子-分子反应,运用飞行时间质谱技术检测反应后生成的团簇离子.实验观测到多个序列的质子化团簇离子:(C2H5OH)nH 和(C2H5OH)n(H2O)mH (n=1-12,m=1-4),其产生是通过团簇内的质子转移反应.通过对团簇离子的峰强度同乙醇数目n和水分子数目m的关系的研究发现,团簇离子(C2H5OH)8(H2O)H 是幻数结构.     

基于光声光谱的二氧化碳测量技术研究

光声光谱技术是一种以光声效应为基础,具有响 应速度快、测量时间短、检测灵敏度 高等优点的新型光谱分析检测技术,已成为一种快速、安全、可靠的痕量气体检测手段。本 文利用中心波长位于2.0 μm的分布反馈式可调谐二极管激光器作为 光源,搭建了二氧化碳(C O₂)光声光谱测量系统,实验中采用对样品气体加湿的方式,通过引入弛豫速率快的H₂O 分子 有效降低CO₂分子的弛豫时间,增加了CO₂气体的光声信号强度,提高了系统的探测灵敏 度。 测量中选取4998.35 cm－1处的CO₂吸 收谱线为研究对象,结合波长调制技术,对CO₂气体进 行了探测研究。首先通过对系统的评估,确定了系统的最佳调制频率和最佳调制振幅为785 Hz和7.586 cm－1。然后通过对一系列 不同浓度的CO₂-N₂混合样品气体在最优实验条件下的测 量研究发现,所测光声信号与CO₂气体浓度之间具有良好的线性关系,进而反演出大气中C O₂气体的含量,其浓度值约为3.82×10－4。最后利用此系统对 室外大气中CO₂含量进行了连续 24小时的连续实时测量,得到了CO₂气体在一天中的浓度变化情况,并利用Allan方差对系 统 的长期稳定性进行了分析,当系统平均时间为1000 s时,探测灵敏度 约为1×10－7,证实了系统具有良好的稳定性和探测灵敏度。     

高分辨吸收光谱测量

基于可调谐半导体激光光谱(TDLAS)技术,结合实验室自制程长可达 50 m 的Herriot池,使用波长计对乙烷吸收谱线进行了准确定标, 并根据记录的光谱数 据,精确测量了6039[EQUATION]6054 cm[EQUATION]波段内71条乙烷分子的谱线(中心位置及谱线强度), 最小可探测谱线吸收强度为10[EQUATION] cm[EQUATION]/(molecule[EQUATION]cm[EQUATION]),对结果及误差进行了 详细分析,为进一步研究天然气提供了重要参考。     

煤热解中痕量乙烯在线激光吸收光谱检测

为了实现煤热解过程中痕量乙烯(C2H4)标识气体的在线识别与检测,结合波长调制与长光程技术,搭建了煤热解乙烯在线激光吸收光谱检测装置。采用中心波长为1 620 nm通信波段DFB激光器作为激光光源,有效光程为15 m的多光程吸收池为样品吸收池,利用SR830进行波长解调,通过二次谐波信号反演得到乙烯浓度。使用高精度流量控制器,利用高纯氮气稀释乙烯配比,制备得到10×10^-6到90×10^-6的标准乙烯样气,其线性拟合的相关系数R²为0.998 9;对浓度为20×10^-6的乙烯进行连续4 000 s的Allan方差分析,实验结果表明,检测极限为121×10^-9。为了研究不同气体氛围下煤热解过程中乙烯浓度的演化规律,控制气体流速为150 mL/min,分别在氮气、空气以及合成空气中对乙烯标识气体的释放过程进行热重分析实验。研究发现,当温度小于500℃时,3种气体环境下乙烯释放量较少且基本一致,当温度在500～700℃时,氮气环境中乙烯释放量要远高于其他两种气体,但空气中乙烯释放的增速...