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随着我国经济的迅速发展,大气污染越来越严重。保护环境和资源有效开发及利用对促进社会经济发展以及保证其持续发展起到重要的作用。两种固体材料一一松树和大气总悬浮颗粒物(TSP>是本论文的主要研究对象,将分别采用光声光谱技术和热解吸/气相色谱( GC)技术分别对其进行成分分析,对松树幼苗的选种、松树产脂量的预测、松树亲本鉴定和大气总悬浮颗粒物有害物质的监控提供较科学的参考数据及新的检测手段。
近几十年发展起来的光声光谱技术可有效的对弱吸收物质、粉末、无定形固体、胶体和悬浮体进行分析,很大程度的弥补了传统光谱学对高散射、不透明的物质检测的困难,而且具有不破坏样品的优点。而另一方面,色谱技术在物质组分分析中己经应用相当成熟。对于固体材料,一般要进行样品预处理,因此需要大量的溶剂并且操作繁复,这无形中耗费大量的人力物力,同时加入的溶剂对样品造成不必要的污染。运用热解吸/气相色谱法对固体材料进行组分分离,无需样品预处理,简便快捷。
本文运用两种测试方法从不同的角度对被测材料进行检测分析,从不同的侧面得到材料的组分信息和特征,寻找它们的异同,进而发现其内在联系。在实验室自建的实验系统(光声光谱系统和热解吸/气相色谱系统)下主要完成了如下的工作:
1、获得松树指纹图谱的热解吸/气相色谱的最佳实验工作条件:热解吸温度、加热速率和加热保持时间等;
2、得到了松树的气相指纹图谱,同时考察了图谱的重现性,结果表明,枝条的相对保留值。的RS D ` 1.19%,嫩叶的相对保留值。的RSD} 0.47%.这对松树幼苗的选种、松树产脂量的预测和松树亲本鉴定提供较科学的参考数据。
3、利用热解吸/气相色谱技术对大气颗粒污染物的模拟实验和实际样品的检测,得到有丰富色谱峰的指纹图谱,证明该方法对TSP中有机污染物成分分析是一种有效的新方法。
4、用光声光谱实验技术,测量了硫与碳黑不同比例混合、马尾松、和PbO, Pb工:的归一化光声光谱曲线。
5、得到硫与碳黑不同混合比例与光声光谱幅值的关系,这对碳粉中的含硫量分析提供了依据,也对TSP中含硫量的检测提供一条可能的新途径。
6、通过对马尾松光声光谱的分析,发现其光声光谱位于780^-810,860, 940, 960nm和1100-2000nm间多处存在可能的峰值。低产脂马尾松粉粒比高产脂马尾松粉粒有更大的光声信号幅值。这种区别在830nm处更加明显。利用这个特点,测量和分析松树的光声光谱,为预测松树的松脂含量提供了新的思路。
7、通过光声光谱实验得到了Pb0和PbT2的禁带宽度Eg和吸收限波长人c,发现Pb0在4个波长处出现比Pbl:幅值高的可能特征峰,对应的波长为760, 1050(-1200, 1570和1720nm。在1050---1200处Pb0的光声光谱曲线出现吸收峰带,而Pblz在1113nm处出现吸收谷。曲线其余部分基本重合。