腔增强吸收光谱法用于化学放大实时在线测量过氧自由基研究

Peroxy radicals (HO2 and RO2) play significant roles in the atmosphere. Accurately measure the concentrations of the peroxy radicals is the key to understanding the issues of atmospheric total reactivity and secondary polutions. Peroxy radical chemical amplication (PERCA) is a widely utilized method for the peroxy radicals concentration measurement. In PERCA, the peroxy radicals are converted to a larger amount of NO2 in chain reactions. The amplified NO2 concentration is then detected via a NO2 detector. In this proposal, the PERCA is combined with incoherent broadband cavity enhanced absorption spectroscopy (IBBCEAS) method for the peroxy radicals detection. The NO2 concentration is measured with a light emitting diode (LED) based IBBCEAS, which is high sensitivity, more stable, compact and less susceptive to atmosphere environment. The IBBCEAS method provides high precision measurement of peroxy radicals and furter expanding the application of PERCA emthod.The effect of water complexes in the determination of peroxy radical ambient concentrations will also be investigated with a penray Hg lamp based radical source. The instrument development and its application for laboratory and filed measurement of peroxy radical will furter improve our understanding of atmospheric pollution and the chemistry of free radical processes.

过氧自由基（HO2和RO2）在大气环境中起着重要作用，准确测量其浓度是理解大气氧化性以及二次污染过程的关键。化学放大法（PERCA）是过氧自由基常用的测量方法之一，该方法通过链式反应将HO2和RO2转化成浓度较高的NO2，通过NO2的测量获得过氧自由基的浓度。本项目将宽带腔增强吸收光谱技术（IBBCEAS）与PERCA相结合，对过氧自由基实时在线测量方法进行研究。通过建立实验室标定系统，以及对影响测量准确度和灵敏度的因素（水效应及环境污染物的影响等）进行分析，实现过氧自由基的高灵敏度探测，并应用于实验室和外场的实时在线测量。该方法将为深入研究我国大气污染过程、自由基化学等提供有效和重要的测量手段，从而提升相关的大气化学研究能力。

过氧自由基（RO2* = HO2 + RO2）是大气化学反应过程中重要的中间体自由基，在自由基链的传递和循环过程中起着承上启下的重要作用，准确测量其浓度是理解大气氧化性以及二次污染过程的关键。化学放大法（PERCA）是过氧自由基常用的测量方法之一，该方法通过链式反应将HO2和RO2转化成浓度较高的NO2，通过NO2的测量获得过氧自由基的浓度。本项目将宽带腔增强吸收光谱技术（IBBCEAS）与PERCA相结合，对过氧自由基实时在线测量方法进行研究。..在过去的4年中，围绕项目的目标和内容，开展了如下几部分工作：.（1）成功将IBBCEAS与化学放大法相结合，实现过氧自由基0.6 pptv的探测极限（1σ，21s），并应用于烟雾箱及实际大气外场观测研究中；.（2）对测量误差，水效应及环境污染物影响等进行了研究。双通道、双探测器同时探测反应通道和参考通道NO2的浓度，能够有效避免大气中O3、NO2等环境污染气体的影响；.（3）首次将大口径Nafion干燥管运用于PERCA中，水效应影响得到有效抑制。..在项目研究过程中，发表期刊论文5篇，会议论文2篇，申请发明专利1项，另有1篇期刊论文和1篇会议论文投稿在审。本项目所建立的方法，将为深入研究我国大气污染过程、自由基化学等提供有效和重要的测量手段，从而提升相关的大气化学研究能力。