腔体增强吸收光谱检测空气中氮氧化合物的含量研究

建立基于腔体衰减吸收光谱CRDS方法的腔体增强吸收光谱CEAS技术，发展这项高灵敏、高分辨、操作简单的直接测量吸收的光谱探测技术在痕量气体监测中的应用。通过研究和测量氮氧化合物(主要包括NO2、NO3/N2O5)在可见光波段的光谱，考察我们研制的腔体增强吸收光谱仪对氮氧化合物痕量气体所能达到的探测极限和分辨性能。进一步，利用其实时监测空气中的痕量氮氧化合物，考察实际空气中痕量氮氧化合物的污染状况，特别是利用CEAS装置超高灵敏的特性监测夜间大气中的NO3/N2O5含量，填补我国在这一研究领域的空白，为建立痕量氮氧化合物在大气中的化学循环理论模型以及氮氧化合物的反应动力学研究，提供实验依据。

为测量空气中痕量氮氧化合物的含量，本项目先后搭建了一套基于腔体衰减吸收光谱cw-CRDS和一套基于腔体增强吸收光谱CEAS实验装置。两套装置搭建后均采用NO2和NO3在可见光波段进行了测试，发展CRDS高灵敏、高分辨、操作简单的直接测量吸收的光谱探测技术在痕量气体监测中的应用。通过比较二者在灵敏度、稳定性、可操作性等方面，得出结论，我们搭建的CEAS实验装置在稳定性和可操作性上比cw-CRDS更胜一筹，同时，对同一实验样品NO2进行对比实验表明CEAS获得的实验灵敏度与cw-CRDS获得的实验灵敏度相当。目前我们研制的腔体增强吸收光谱CEAS仪的探测灵敏度达到6.5x10-9 cm-1。进一步，我们利用该实验装置实时监测了实验室空气中的痕量氮氧化合物，监测到微弱的信号。