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大气中的非均相反应及其检测 主要内容 气溶胶的来源及其影响 大气中非均相反应 非均相反应的检测 展望 气溶胶的来源 定义：气溶胶的严格含义指悬浮在气体中的固体和（或）液体微粒与气体载体共同组成的多相体系。 粒径范围：10-3～102 um 分类 大气中的非均相化学反应 非均相反应的研究对象 已研究的非均相反应 非均相反应的检测 表征：测定气体的净损失和颗粒物表面形成的转化产物。 表示方法：摄取系数 检测仪器 Knudsen池 透射傅立叶转换红外谱仪 扩散反射傅立叶转换红外谱仪 气溶胶箱法 飞行时间质谱仪等 Knudsen 池 努森池：低压流动反应器，获取气－固、液－固非均相反应的动力学信息。 30 多年前由Golden, Spokes,Benson首先提出的[1]；其结构[2,3]如图所示。 Knudsen cell 检测法 测定气体在粉末样品上的摄取系数 F0：未接触粉末样品时的流出反应器的流量； F：接触粉末样品后的流出反应器的流量； Ah：Knudsen池出口的截面积； As：Knudsen池样品池的面积； I0：气体未接触粉末样品时的质谱强度， I：接触粉末样品后的质谱强度 ：表示实测摄取系数。 Knudsen cell 检测法 特 点：1.低压流动反应器，气体分子在反应池中的平均自由程 超过了样品池的几何尺寸，减少了分子之间的碰撞，消 除了边界效应，简化了数据分析 2.在线监测反应的动力学过程。 局限性：不能监测气体在颗粒物表面的吸附状态及转化产物 透射FT-IR检测法 非均相反应检测方法总结 例1.HNO3在气溶胶（carbonate,oxide and mineral dust）表面的非均相反应 2. 透射FT-IR法测定HNO3在CaCO3颗粒物表面的非均相反应 例2. 气溶胶颗粒表面NO2的非均相反应 生成HONO 是OH自由基的前体物 OH对光化学烟雾的形成具有促进作用 HONO是一种重要的室内污染气体 Knudsen cell data for the heterogeneous reaction of NO2 on soot 展望 与气溶胶相关的非均相反应的反应机制的研究 这些非均相反应对大气环境影响 发展更适合于大气环境条件的用于研究这些非均相反应动力学过程的实验方法。 参考文献 Int. Reviews in Physical Chemistry, 2003, 22(2), 341 Sullivan R.C. et al, Anal. Chem. 2005, 77, 3861 Sipin M.F. et al, Anal. Chem. 2005, 75, 2929 朱彤 等, 科学通报, 2003, 48(19), 2006 Ullerstam M. et al, Atmos.Chem. Phys. Discuss. 2003, 3, S1161 Adams J.W. et al, Atmos.Chem. Phys. Discuss. 2005, 5, 2643 Kamm S. et al, Atmos. Environ. 1999, 33, 4651 Golden D.M.,et al, Angew Chem., Int. Ed. Engl.1973, 12, 534 Caloz F., et al , Rev. Sci. Instrum. 1997, 68, 3172 Grassian V.H., J. Phys. Chem. A, 2002, 106, 860 Underwood, G.M. et al, J. Phys. Chem. A 2001, 105,6609 Vogt R. et al, J. Phys. Chem. 1994,98,3747 秦敏 等，中国环境监测，2005, 21, 82~88 * Seminar I Seminar I 自然气溶胶 人为气溶胶 Seminar I 过程 一次气溶胶 二次气溶胶 来源 Dust Phytoplankton Dimethylsulfide H2SO4, MSA Oxidation Soot Sea-salt Direct Radiative Forcing Indirect Radiative Forcing Activation Resuspension Terpenes Oxidation