一種快速實現還原態硫化物多模式識別的方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種快速實現還原態硫化物多模式識別的新方法。
【背景技術】
[0002]近些年來，隨著人們環境意識的日漸增強，大氣中還原性硫化物(RSCs)的測定日益受到人們的重視。還原性硫化物是一類環境惡臭類污染物，主要包括硫化氫(H2S),羰基硫(COS )，二甲硫醚(CH3SCH3)，二甲二硫(CH3SSCH3)，2-巰基乙醇，I，2-乙二硫醇，二硫化碳(CS2)等。大氣中的RSCs主要來源于自然的污染或人為的排放，惡臭的氣味給人們的生活造成了困擾，也會對人的呼吸系統，消化和神經系統造成直接的損害。同時由于RSCs的強還原性，會影響大氣中的臭氧含量和輻射層分布。
[0003]目前，對還原性硫化物的測定方法主要有氣相色譜法，氣相色譜質譜法，液相色譜法，紫外-可見分光光度法，電子鼻以及傳感器法。其中氣相色譜由于其良好的分離能力以及定量準確性，在RSCs的測定中使用的最多。但是由于檢測靈敏度的限制，通常需要采用濃縮預富集手段來滿足物質檢出限的要求，這樣就增加了分析的復雜性和分析時間。
[0004]本發明提出了一種快速實現還原態硫化物多模式識別的新方法。該方法以離子遷移譜為基本的檢測技術，根據氣相離子在電場作用下電遷移率的不同對硫化物進行分離檢測。所用的離子遷移譜采用放射性鎳電離源或紫外燈電離源，在負離子模式下，通過控制串聯在循環氣路中的臭氧發生器的開關控制臭氧在循環氣路中的添加，實現離子遷移譜中兩種反應試劑離子O2-(H2O)1^P CO3-(H2O)n之間的轉換。反應試劑離子的不同和臭氧的添加影響還原態硫化物產物離子的形成，結合不添加臭氧和添加臭氧兩種條件下還原態硫化物的測定譜圖，建立還原態硫化物的多模式識別方法，為還原態硫化物的準確識別提供更多的信息。
【發明內容】
[0005]本發明涉及一種快速實現還原態硫化物多模式識別的新方法。該方法以離子遷移譜為基本的檢測技術，采用放射性鎳電離源或紫外燈電離源，在負離子模式下，通過控制串聯在循環氣路中的臭氧發生器的開關控制臭氧在循環氣路中的添加，實現離子遷移譜中兩種反應試劑離子CV(H2O)1^P CCV(H2O)n之間的轉換。通過是否添加臭氧，而決定反應試劑離子的不同，從而影響還原態硫化物產物離子的形成；結合是否添加臭氧兩種條件下還原態硫化物的測定譜圖，建立還原態硫化物的多模式識別方法，為還原態硫化物的準確識別提供更多的信息。
[0006]為實現上述目的，本發明采用的技術方案為:
[0007]所述的方法以離子遷移譜為基本的檢測技術，通過控制串聯在循環氣路中的臭氧發生器的開關控制臭氧在循環氣路中的添加，實現離子遷移譜中兩種反應試劑離子CV(H2O)1^p CCV(H2O)n之間的轉換。通過是否添加臭氧，而決定反應試劑離子的不同，從而影響還原態硫化物產物離子的形成；結合是否添加臭氧兩種條件下還原態硫化物的測定譜圖，建立還原態硫化物的多模式識別方法，為還原態硫化物的準確識別提供更多的信息。
[0008]所述的離子遷移譜的電離源是放射性鎳電離源或紫外燈電離源。通過離子遷移譜檢測儀試驗，正或負離子模式試驗，負離子模式遷移譜檢測儀里獲得理想檢測信號。
[0009]所述的臭氧發生器串聯在離子遷移譜的循環氣路中，可以串聯在載氣、漂氣或載氣和漂氣的前端氣路中。
[0010]所述的臭氧發生器為放電式臭氧發生器或紫外光源臭氧發生器。
[0011]所述的方法通過控制臭氧發生器的開關控制循環氣路中臭氧的添加，實現離子遷移譜中反應試劑離子及還原態硫化物產物離子的改變，建立還原態硫化物的多模式識別方法。
[0012]本發明的有益效果為:本發明采用負離子模式放射性鎳電離源或紫外燈電離源的離子遷移譜為基本的檢測技術，將臭氧發生器串聯在離子遷移譜的循環氣路中，通過控制臭氧發生器的開關控制臭氧在循環氣路中的添加。臭氧的強氧化性能夠改變離子遷移譜中反應試劑離子和還原態硫化物產物離子的形成，結合添加臭氧和不添加臭氧兩種條件下還原態硫化物的離子遷移譜譜圖，建立還原態硫化物的多模式識別方法，為還原態硫化物的準確識別提供更多的信息。
【附圖說明】
[0013]下面結合附圖及實施例對本發明作進一步詳細的說明:
[0014]圖1放射性鎳電離源離子遷移譜的結構示意圖。
[0015]其中，1-氣源，2-臭氧發生裝置，3-載氣，4-鎳電離源，5-BN-grid離子門，6_排空氣，7-尾吹氣，8-反應區，9-遷移區，10-離子接受裝置。
[0016]圖2(a)為放射性鎳電離源離子遷移譜尾吹氣中不添加臭氧時的反應試劑離子譜圖；圖2(b)和添加臭氧時的反應試劑離子譜圖。
[0017]圖3為不添加臭氧反應試劑離子為O2 (H2O)n時三種還原態硫化物(a) 二甲硫醚；(b) 二硫化碳和(C)硫化氫的離子遷移譜譜圖。
[0018]圖4為添加臭氧反應試劑離子為O2 (H2O)n時三種還原態硫化物(a) 二甲硫醚；(b) 二硫化碳和(C)硫化氫的離子遷移譜譜圖。
【具體實施方式】
[0019]本發明采用放射性鎳電離源離子遷移譜為基本的檢測技術，在離子遷移譜尾吹氣中串聯紫外光源臭氧發生器，具體裝置結構示意圖見圖1。
[0020]其主要包括以下幾個部分:氣源1、紫外光源臭氧發生器2和放射性鎳電離源離子遷移譜。放射性鎳電離源離子遷移譜主要由鎳電離源4、反應區8、離子門5、遷移區9和法拉第盤離子檢測器10組成。載氣3由離子遷移譜前端的氣口引入，漂氣經過紫外光源臭氧發生器臭氧化后從法拉第盤后端引入，載氣和漂氣從離子門前的氣口排空6。
[0021]圖2和圖3給出了一些實驗譜圖對本發明給予說明，這些實驗譜圖的條件為:遷移管長度為66mm，遷移電場強度為240V/cm，離子門的開門時間為0.3ms,關門電壓為350V，注入電場為120V/cm，采樣周期為30ms，漂氣和樣品載氣均為經過硅膠、活性炭和分子篩處理的壓縮空氣，其中水汽含量低于lOppm，漂氣流速為500ml/min，載氣流速為500ml/min，實驗中遷移管的溫度為100°c。
[0022]實施例1
[0023]圖2給出了串聯在漂氣中的紫外光源臭氧發生器關和開的時候的離子遷移譜譜圖，即漂氣中不添加臭氧和添加臭氧時放射性孽緣離子遷移譜中的離子遷移譜圖。從圖中可以看出，當漂氣中不添加臭氧時，反應試劑離子峰的折合遷移率為2.為典型的放射性鎳源離子遷移譜中形成的反應試劑離子O2 (H2O) n ;當漂氣中添加臭氧時，反應試劑離子峰的折合遷移率為2.44cm2V4S'為CCV(H2O)n離子。原因是當尾吹氣中添加臭氧時，由于O3比O2的電負性強，它能夠和(V快速反應，也得到03_，(V和空氣中的微量水分子進行水合反應，得到的O3 (H2O)n和空氣中的CO2快速反應，得到C03_ (H20)n。
[0024]O2 +O3 — O3 +O2 (I)
[0025]03>ηΗ20+Μ—03-(Η20)η+Μ (2)
[0026]Of (H2O) n+C02 — CCV(H2O)n-AH2CHO2 (3)
[0027]實施例2
[0028]圖3漂氣中不添加臭氧和添加臭氧兩種條件下硫化氫、二硫化碳和二甲硫醚三種還原態硫化物的測定譜圖。漂氣中不添加臭氧時，硫化氫和二硫化碳能夠電離產生響應信號，而二甲硫醚則無法響應。硫化氫形成的產物離子為折合遷移率2.的峰，二硫化碳形成兩個產物離子峰，折合遷移率分別為2.40和2.Hcm2V-1S'當漂氣中添加臭氧時，三種硫化物均形成折合遷移率2.1Ocm2V-1S-1的峰，此外，硫化氫還形成折合遷移率
2.29^^8-1的峰。結合兩種條件下的離子遷移譜圖，能夠將三種還原性硫化物很好的識別。
【主權項】
1.一種快速實現還原態硫化物多模式識別的方法，其特征在于: 以離子遷移譜為基本的檢測技術，通過控制串聯在循環氣路中的臭氧發生器(2)的開關控制臭氧在循環氣路中的添加，實現離子遷移譜中兩種反應試劑離子O2-(H2O)1^PC03_(H20)n之間的轉換；通過是否添加臭氧，而決定反應試劑離子的不同，從而影響還原態硫化物產物離子的形成；結合是否添加臭氧兩種條件下還原態硫化物的測定譜圖，建立還原態硫化物的多模式識別方法，為還原態硫化物的準確識別提供更多的信息。
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于:所述的離子遷移譜的電離源(4)是放射性鎳電離源或紫外燈電離源；通過離子遷移譜檢測儀試驗，正或負離子模式試驗，負離子模式遷移譜檢測儀里獲得理想檢測信號。
3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于:所述的臭氧發生器(2)串聯在離子遷移譜的循環氣路中，可以串聯在載氣(3 )、漂氣(7 )或載氣和漂氣的前端氣路(I)中。
4.根據權利要求3所述的方法，其特征在于:所述的臭氧發生器(3)為放電式臭氧發生器或紫外光源臭氧發生器。
5.根據權利要求1所述的方法，其特征在于:通過控制臭氧發生器的開關控制循環氣路中臭氧的添加，實現離子遷移譜中反應試劑離子及還原態硫化物產物離子的改變，建立還原態硫化物的多模式識別方法。
【專利摘要】本發明涉及一種快速實現還原態硫化物多模式識別的新方法。該方法以離子遷移譜為基本的檢測技術，采用放射性鎳電離源或紫外燈電離源，在負離子模式下，通過控制串聯在循環氣路中的臭氧發生器的開關控制臭氧在循環氣路中的添加，實現離子遷移譜中兩種反應試劑離子O2-(H2O)n和CO3-(H2O)n之間的轉換。通過是否添加臭氧，而決定反應試劑離子的不同，從而影響還原態硫化物產物離子的形成；結合是否添加臭氧兩種條件下還原態硫化物的測定譜圖，建立還原態硫化物的多模式識別方法，為還原態硫化物的準確識別提供更多的信息。
【IPC分類】G01N27-64
【公開號】CN104713942
【申請號】CN201310690980
【發明人】李海洋, 程沙沙, 周慶華, 王衛國, 溫萌
【申請人】中國科學院大連化學物理研究所
【公開日】2015年6月17日
【申請日】2013年12月13日