气溶胶质谱仪系统的优化及蚊香烟气气溶胶的测量

摘要

气溶胶质谱仪的真空系统是实现气溶胶单粒子三级差分进样的重要组成部分。根据相关真空理论知识，进行了优化的可行性计算和论证。在不影响仪器性能的情况下，通过反复试验各种设计方案，精简和整合了真空抽运系统，降低了能耗和体积重量，增强了整机的可移动性。
　　 气溶胶中的细粒子对人体的危害更大，是目前气溶胶研究的重点。通过对粒径测量系统中粒子散射光光路的优化，使得系统可测量的最小粒径由原来的260nm降为120nm。
　　 利用优化后的气溶胶质谱仪，对七种蚊香烟气气溶胶单粒子的粒径和正负离子质谱进行了在线测量。实验结果表明蚊香烟气气溶胶的粒径主要分布在纳米区间；不同品牌和烟雾类型的蚊香燃烧产生的烟气气溶胶粒子粒径分布差别不是很大。在蚊香烟气气溶胶的正离子质谱中，根据蚊香的原始成分，可以推测蚊香烟气中可能主要包含碱金属离子、碳氢化合物离子、重金属离子以及多环芳香烃分子离子等；其中质谱信号中的质荷比为96的峰可以作为金彩虹微烟蚊香区别于雷达有烟蚊香的特征峰。在负离子质谱中，检测到了常见的有机质电离后的碎片离子。
　　 蚊香烟气气溶胶的化学成分非常复杂，需要借助多种手段才能最终确定。本论文工作展示了气溶胶激光飞行时间质谱仪在环境污染快速检测方面的能力，为环境污染检测提供了基础数据。

目录

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声明

第一章 综述

§1.1大气气溶胶研究及其意义

§1.2气溶胶的粒径测量

1.2.1粒径的表示方法

1.2.2粒子的大小分类

1.2.3可吸入细粒子颗粒物

1.2.4气溶胶粒子粒径测量技术

1.2.5气溶胶粒度分布

§1.3气溶胶单粒子的化学成分分析

1.3.1气溶胶单粒子分析的必要性

1.3.2气溶胶单粒子的离线(off-line)分析方法

1.3.3气溶胶单粒子的在线(on-line)分析方法

§1.4蚊香烟气气溶胶的研究报道

1.4.1国内相关报道

1.4.2国外研究进展

1.4.3关于蚊香威胁健康的三种不同意见

第二章 气溶胶激光飞行时间质谱仪及其原理

§2.1气溶胶单粒子进样系统

§2.2气溶胶粒径测量系统

§2.3气溶胶单粒子化学成分分析系统

2.3.1气溶胶单粒子的化学成分分析过程

2.3.2直线式飞行时间质谱仪的结构和原理

第三章 气溶胶激光飞行时间质谱仪系统的优化

§3.1质谱仪真空系统的优化

3.1.1优化的必要性

3.1.2优化的可行性分析

3.1.3优化的具体措施

3.1.4优化的结果

§3.2质谱仪粒径测量系统的优化

3.2.1优化的目标

3.2.2优化的依据

3.2.3优化的具体方法

3.2.4优化前后的实验结果对比

§3.3小结

第四章 蚊香烟气气溶胶单粒子的粒径和质谱研究

§4.1蚊香烟气气溶胶的背景介绍

4.1.1蚊香的原始成分

4.1.2蚊香的分类

4.1.3蚊香的燃烧产物

§4.2蚊香烟气气溶胶的产生和进样

4.2.1实验材料

4.2.2蚊香烟气气溶胶粒子的产生和进样

§4.3蚊香烟气气溶胶的粒径研究

§4.4蚊香烟气气溶胶单粒子飞行时间质谱研究

4.4.1蚊香烟气气溶胶的正离子质谱分析

4.4.2蚊香烟气气溶胶的负离子质谱分析

§4.5小结

第五章 总结

参考文献

硕士期间发表文章目录

致谢