【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及分析測量裝置，具體涉及一種用于高頻同位素分析的氣態亞硝酸采樣器及工作方法。
技術介紹
1、氣態亞硝酸（hono）是大氣中的一種關鍵活性物質，其光解會產生氫氧自由基（·oh），從而加劇大氣污染和霧霾的發生頻率。大氣中hono的來源及其形成機制十分復雜，涉及多個途徑。然而，外場觀測的不足、排放因子的不確定性、排放清單的缺乏等因素導致了目前研究對hono來源及形成機制的認識仍存在較大的爭議。近年來，隨著對大氣hono來源準確量化需求的不斷增加，穩定同位素技術在追溯大氣hono來源方面展現出了迅猛的發展態勢。這項技術作為一種高精度的分析手段，可以利用不同類型源排放hono同位素組成的差異，有效區分不同來源及形成路徑的hono。
2、在進行同位素分析時，首先需要離線采集hono樣品。常用的采樣方法是美國環保署（epa）推薦的溶蝕器采樣法。該方法通常需要較長的采樣時間（數小時至數天），難以提供高時間分辨率的數據。此外，溶蝕器法還依賴大量人工操作，包括吸收液的準備、樣品處理和分析，流程復雜且耗時。由于涉及液體樣品處理，存在樣品污染的風險，特別是在現場采樣中。除了溶蝕器方法外，現有的濕化學法能夠實現hono高頻測量，提供更高時間分辨率的濃度數據，但通常無法達到同位素分析所需的濃度標準，且吸收液難以回收用于后續的同位素測定。這導致了高頻采集和同位素分析之間的技術鴻溝，限制了對hono的深入研究。由此可見，盡管現有的同位素分析方法在解析hono的來源與形成方面具有強大的優勢，但由于受限于低頻采集和分析，無法全面、動態地揭示
技術實現思路
1、針對現有技術存在的問題，本專利技術提供一種用于高頻同位素分析的氣態亞硝酸采樣器及工作方法，能夠滿足大氣hono樣品高效、精準采集的需求，同時確保樣品足夠濃度以進行高精度的同位素分析，從而為解析hono的來源、生成機制及其大氣化學行為提供更強有力的技術支持。
2、本專利技術的技術方案如下：
3、在本專利技術的第一方面，提供了一種用于高頻同位素分析的氣態亞硝酸采樣器，包括結構相同的左雙通道采樣管和右雙通道采樣管，所述左雙通道采樣管包括相互連通且從下至上設置的第一通道和第二通道，所述第一通道的底部設置進氣口，所述第二通道的頂部設置出氣口，所述第一通道和第二通道內均設置有涂布環，所述第一通道和第二通道的上部均與相應的沖洗液罐、涂布液罐和氮氣瓶相連，所述第一通道和第二通道的下部均與相應的廢液瓶和收集盤相連。
4、在本專利技術的一些實施方式中，所述右雙通道采樣管包括從下至上設置的第三通道和第四通道，所述第三通道的底部設置進氣口，所述第四通道的頂部設置出氣口，所述第三通道和第四通道內均設置有涂布環；所述第三通道和第四通道的上部均與相應的沖洗液罐、涂布液罐和氮氣瓶相連，所述第三通道的下部與第一通道連接的廢液瓶和收集盤相連，所述第四通道的下部與第二通道連接的廢液瓶和收集盤相連；其中，第一通道和第三通道連接的收集盤得到的樣品與第二通道和第四通道連接的收集盤得到的樣品濃度及同位素檢測結果的差值為待測氣體中氣態亞硝酸的含量及同位素豐度特征。
5、在本專利技術的一些實施方式中，所述涂布環采用特氟龍材料制成，通過粘接劑與采樣通道的內壁面相連接，并在連接處通過密封條進行密封；所述涂布環為圓環狀腔體結構，環狀體為儲液室，每個通道內均設置有上涂布環和下涂布環，其中上涂布環的底部設置有均勻分布的注液孔，下涂布環的頂部設置有均勻分布的收液孔。
6、在本專利技術的一些實施方式中，所述上涂布環內的儲液室通過管道與涂布液罐和沖洗液罐相連，所述涂布液罐和沖洗液罐并聯設置，涂布液罐的出口管道和沖洗液罐的出口管道上均設置有蠕動泵；所述下涂布環內的儲液室通過管道與廢液瓶相連通。
7、在本專利技術的一些實施方式中，所述涂布液罐內放置有涂布液，所述涂布液采用碳酸鹽緩沖液和磷酸鹽緩沖液的混合液，兩者以1：1的比例混勻，混合液的ph值為7-9。
8、在本專利技術的一些實施方式中，所述沖洗液罐內放置有沖洗液，所述沖洗液采用超純水，所述沖洗液通過涂布環進入通道內對涂布環及通道進行清洗。
9、在本專利技術的一些實施方式中，所述第一通道和第三通道底部的進氣口處均設置有過濾膜。
10、在本專利技術的一些實施方式中，所述收集盤上設置多個樣品收集瓶，所述多個樣品收集瓶在收集盤的圓周方向上分布，所述收集盤能夠帶動樣品收集瓶旋轉，所述收集盤置于恒溫系統中。
11、在本專利技術的第二方面，提供了一種用于高頻同位素分析的氣態亞硝酸采樣器的工作方法，包括：
12、涂布液罐中的涂布液分別進入第一通道、第二通道、第三通道和第四通道的涂布環中，在重力的影響下不斷向下流動，使液體遍布通道的內壁面，所述涂布液流出通道后通過蠕動泵流入廢液瓶中，實現自動涂布功能；
13、氮氣瓶中的氮氣分別進入第一通道、第二通道、第三通道和第四通道中，將通道中的涂布液吹干，實現自動吹干功能；
14、待測氣體從進氣口分別進入第一通道和第三通道，與第一通道和第三通道的涂布液進行反應，隨后進入第二通道和第四通道，與第二通道和第四通道的涂布液進行反應，所述涂布液對待測氣體中的hono進行吸收；
15、沖洗液罐中的沖洗液分別進入第一通道、第二通道、第三通道和第四通道內，對各個通道中涂布環上的反應液沖洗后流入收集盤上的樣品收集瓶中進行收集；
16、采樣完畢后，對第一通道和第三通道連接的收集盤得到的樣品與第二通道和第四通道連接的收集盤得到的樣品分別進行濃度分析檢測，檢測結果的差值為待測氣體中氣態亞硝酸的含量；分別進行同位素分析檢測，檢測結果的差值為待測氣體中氣態亞硝酸的同位素豐度特征。
17、本專利技術一個或多個技術方案具有以下有益效果：
18、（1）本專利技術采用碳酸鹽緩沖液和磷酸鹽緩沖液的混合液作為吸收液以替代傳統的碳酸鈉-甘油-甲醇混合吸收液，新型吸收液既可以控制ph過高導致的多相反應又可以避免ph過低導致對hono較低的收集效率，它將顯著提升對大氣hono的捕集能力，并具備更快速的吸附速率，從而能夠適應大流量氣體采樣的需求。
19、（2）本專利技術能夠實現自動更換涂布液，具備自動涂布、吹干、沖洗等功能，通過精確的程序控制，確保各步驟的無縫銜接與高效執行。設計可視化操作界面，使得各功能模塊的狀態與操作過程一目了然，并允許用戶根據具體需求自行設置參數與操作流程。該系統的開發將顯著降低人為污染、人工操作的復雜性與誤差，提升采樣過程的效率與可靠性。
20、（3）本專利技術采用先進的輪盤式樣品收集器，當樣品采集完成之后，沖洗液流入涂布環，通過重力作用均勻向下流動，將采集的hono通過蠕動泵帶入到1號樣品收集瓶中，在此之前設置好需要的樣品量，收集完畢后停止，1號樣品收集瓶逆時針轉動到12號樣品收集瓶的位置，2號樣品收集瓶到箭頭指示區域（即原1號樣品收集瓶位置），以此類推，為下一次樣品收集做準備，通過以上過程構建本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種用于高頻同位素分析的氣態亞硝酸采樣器，其特征在于，包括結構相同的左雙通道采樣管和右雙通道采樣管，所述左雙通道采樣管包括相互連通且從下至上設置的第一通道和第二通道，所述第一通道的底部設置進氣口，所述第二通道的頂部設置出氣口，所述第一通道和第二通道內均設置有涂布環，所述第一通道和第二通道的上部均與相應的沖洗液罐、涂布液罐和氮氣瓶相連，所述第一通道和第二通道的下部均與相應的廢液瓶和收集盤相連。
2.如權利要求1所述的用于高頻同位素分析的氣態亞硝酸采樣器，其特征在于，所述右雙通道采樣管包括從下至上設置的第三通道和第四通道，所述第三通道的底部設置進氣口，所述第四通道的頂部設置出氣口，所述第三通道和第四通道內均設置有涂布環；所述第三通道和第四通道的上部均與相應的沖洗液罐、涂布液罐和氮氣瓶相連，所述第三通道的下部與第一通道連接的廢液瓶和收集盤相連，所述第四通道的下部與第二通道連接的廢液瓶和收集盤相連；其中，第一通道和第三通道連接的收集盤得到的樣品與第二通道和第四通道連接的收集盤得到的樣品濃度及同位素檢測結果的差值為待測氣體中氣態亞硝酸的含量及同位素豐度特征。
3
4.如權利要求3所述的用于高頻同位素分析的氣態亞硝酸采樣器，其特征在于，所述上涂布環內的儲液室通過管道與涂布液罐和沖洗液罐相連，所述涂布液罐和沖洗液罐并聯設置，涂布液罐的出口管道和沖洗液罐的出口管道上均設置有蠕動泵；所述下涂布環內的儲液室通過管道與廢液瓶相連通。
5.如權利要求4所述的用于高頻同位素分析的氣態亞硝酸采樣器，其特征在于，所述涂布液罐內放置有涂布液，所述涂布液采用碳酸鹽緩沖液和磷酸鹽緩沖液的混合液，兩者以1：1的比例混勻，混合液的PH值為7-9。
6.如權利要求4所述的用于高頻同位素分析的氣態亞硝酸采樣器，其特征在于，所述沖洗液罐內放置有沖洗液，所述沖洗液采用超純水，所述沖洗液通過涂布環進入通道內對涂布環及通道進行清洗。
7.如權利要求1所述的用于高頻同位素分析的氣態亞硝酸采樣器，其特征在于，所述第一通道和第三通道底部的進氣口處均設置有過濾膜。
8.如權利要求1所述的用于高頻同位素分析的氣態亞硝酸采樣器，其特征在于，所述收集盤上設置多個樣品收集瓶，所述多個樣品收集瓶在收集盤的圓周方向上分布，所述收集盤能夠帶動樣品收集瓶旋轉，所述收集盤置于恒溫系統中。
9.如權利要求1所述的用于高頻同位素分析的氣態亞硝酸采樣器，其特征在于，所述氮氣瓶通過氣閥與通道相連，所述氮氣進入通道后對通道內的涂布液進行吹干。
10.一種如權利要求1-9任一項所述的用于高頻同位素分析的氣態亞硝酸采樣器的工作方法，其特征在于，包括：
...【技術特征摘要】
1.一種用于高頻同位素分析的氣態亞硝酸采樣器，其特征在于，包括結構相同的左雙通道采樣管和右雙通道采樣管，所述左雙通道采樣管包括相互連通且從下至上設置的第一通道和第二通道，所述第一通道的底部設置進氣口，所述第二通道的頂部設置出氣口，所述第一通道和第二通道內均設置有涂布環，所述第一通道和第二通道的上部均與相應的沖洗液罐、涂布液罐和氮氣瓶相連，所述第一通道和第二通道的下部均與相應的廢液瓶和收集盤相連。
2.如權利要求1所述的用于高頻同位素分析的氣態亞硝酸采樣器，其特征在于，所述右雙通道采樣管包括從下至上設置的第三通道和第四通道，所述第三通道的底部設置進氣口，所述第四通道的頂部設置出氣口，所述第三通道和第四通道內均設置有涂布環；所述第三通道和第四通道的上部均與相應的沖洗液罐、涂布液罐和氮氣瓶相連，所述第三通道的下部與第一通道連接的廢液瓶和收集盤相連，所述第四通道的下部與第二通道連接的廢液瓶和收集盤相連；其中，第一通道和第三通道連接的收集盤得到的樣品與第二通道和第四通道連接的收集盤得到的樣品濃度及同位素檢測結果的差值為待測氣體中氣態亞硝酸的含量及同位素豐度特征。
3.如權利要求2所述的用于高頻同位素分析的氣態亞硝酸采樣器，其特征在于，所述涂布環采用特氟龍材料制成，通過粘接劑與采樣通道的內壁面相連接，并在連接處通過密封條進行密封；所述涂布環為圓環狀腔體結構，環狀體為儲液室，每個通道內均設置有上涂布環和下涂布環，其中上涂布環的底部設置有均勻分布的注液孔，下涂布環的頂部設置有均勻分布的收液孔...
還沒有人留言評論。發表了對其他瀏覽者有用的留言會獲得科技券。