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用于大气化学反应和二次有机气溶胶研究的实验室烟雾箱系统的搭建、测试与初步实验
胡长进,程跃,潘刚,盖艳波,顾学军,赵卫雄,王振亚,张为俊*,陈军,刘付轶,单晓斌,盛六四
作者单位E-mail
胡长进 中国科学院安徽光学精密机械研究所中国科学院大气成分与光学重点实验室合肥 230031中国科学院安徽光学精密机械研究所大气物理化学研究室合肥 230031  
程跃 中国科学院安徽光学精密机械研究所大气物理化学研究室合肥 230031中国电子科技集团公司第八研究所合肥 230000  
潘刚 中国科学院安徽光学精密机械研究所大气物理化学研究室合肥 230031  
盖艳波 中国科学院安徽光学精密机械研究所中国科学院大气成分与光学重点实验室合肥 230031中国科学院安徽光学精密机械研究所大气物理化学研究室合肥 230031  
顾学军 中国科学院安徽光学精密机械研究所中国科学院大气成分与光学重点实验室合肥 230031中国科学院安徽光学精密机械研究所大气物理化学研究室合肥 230031  
赵卫雄 中国科学院安徽光学精密机械研究所中国科学院大气成分与光学重点实验室合肥 230031中国科学院安徽光学精密机械研究所大气物理化学研究室合肥 230031  
王振亚 中国科学院安徽光学精密机械研究所大气物理化学研究室合肥 230031  
张为俊* 中国科学院安徽光学精密机械研究所中国科学院大气成分与光学重点实验室合肥 230031中国科学院安徽光学精密机械研究所大气物理化学研究室合肥 230031中国科学技术大学环境科学与光电技术学院合肥 230026 wjzhang@aiofm.ac.cn 
陈军 中国科学技术大学核科学技术学院国家同步辐射实验室合肥 230029  
刘付轶 中国科学技术大学核科学技术学院国家同步辐射实验室合肥 230029  
单晓斌 中国科学技术大学核科学技术学院国家同步辐射实验室合肥 230029  
盛六四 中国科学技术大学核科学技术学院国家同步辐射实验室合肥 230029  
摘要:
为了从本质上认识和了解大气氧化反应进程以及二次有机气溶胶的形成机制,设计并搭建了一套实验室模拟烟雾箱系统.将质子转移反应质谱、同步辐射光电离质谱及气溶胶激光飞行时间质谱等特色质谱检测系统与烟雾箱结合,用于大气氧化反应气相和粒子相产物的定量与定性分析.通过一系列表征实验获得了该系统的基本参数,如烟雾箱内温度和光强特征,气体化合物和颗粒物的壁损耗速率,零空气的背景反应性及实验结果的可重复性.臭氧氧化α-蒎烯定量化实验和OH启动异戊二烯光氧化反应的定性检测结果进一步表明了该系统能够满足大气化学反应过程中气相和粒子相化学成分的定性分析及二次有机气溶胶的定量化研究的需要.
关键词:  实验室模拟烟雾箱系统,大气氧化反应,二次有机气溶胶,质谱
DOI:10.1063/1674-0068/27/06/631-639
分类号:
基金项目:
A Smog Chamber Facility for Qualitative and Quantitative Study on Atmospheric Chemistry and Secondary Organic Aerosol
Chang-jin Hu,Yue Cheng,Gang Pan,Yan-bo Gai,Xue-jun Gu,Wei-xiong Zhao,Zhen-ya Wang,Wei-jun Zhang*,Jun Chen,Fu-yi Liu,Xiao-bin Shan,Liu-si Sheng
Abstract:
In order to investigate the atmospheric oxidation processes and the formation of secondary organic aerosol (SOA), an indoor environmental reaction smog chamber are constructed and characterized. The system consists of the collapsible ~830 L FEP Teflon film main reactor, in which the atmospheric chemical reactions take place and the formation of SOA occurs under the simulated atmospheric conditions, and the diverse on-line gas- and particle-phase instrumentation, such as the proton transfer reaction mass spectrometer, the synchrotron radiation photoionization mass spectrometer, the aerosol laser time-of-flight mass spectrometer, and other traditional commercial instruments. The initial characterization experiments are described, concerning the temperature and ultraviolet light intensity, the reactivity of the pure air, the wall loss rates of gaseous compounds and particulate matter. And the initial evaluation experiments for SOA yields from the ozonolysis of α-pinene and for mass spectra of the products resulting from the photooxidation of OH initiated isoprene are also presented, which indicate the applicability of this facility on the studies of gas-phase chemical mechanisms as well as the formation of SOA expected in the atmosphere.
Key words:  Smog chamber, Atmospheric chemical reactions, Secondary organic aerosol, Mass spectrum