【摘要】：冷原子熒光光譜法測汞是一種基于測量汞蒸汽在吸收由汞燈發(fā)出的253.56nm波長的紫外光后受激發(fā)所發(fā)射出的熒光光強而進行光強與汞濃度關(guān)系分析的痕量元素分析法,介于原子吸收光譜和原子發(fā)射光譜法之間。這種方法吸收了兩者的優(yōu)點同時也避免了兩者的不足。目前,原子熒光光譜分析法在很多領(lǐng)域都有所應(yīng)用,例如醫(yī)院診療、環(huán)境污染物監(jiān)控、地下勘驗、生物學(xué)、食品安全等。本文對原子熒光光譜分析法和原子熒光光譜儀在國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀進行調(diào)查,并對原子熒光光譜分析技術(shù)進行了理論上的研究,為后面的實驗結(jié)果數(shù)據(jù)處理奠定基礎(chǔ)。在對原子熒光光譜分析技術(shù)有了一個全面的了解后,設(shè)計了汞濃度檢測儀,分析了汞濃度檢測儀的設(shè)計原理、各組件的機械設(shè)計原理,給出了各組件設(shè)計結(jié)構(gòu)圖。為了驗證本課題所設(shè)計的汞濃度檢測儀具有可行性,設(shè)計了驗證實驗,實驗結(jié)果表明儀器具有良好的線性相關(guān)性、穩(wěn)定性、測量精度高、可重復(fù)性高。通過使用本儀器檢測水中的汞實驗確定了儀器的最優(yōu)運行參數(shù),考察了載流的不同酸度(HCl)對汞測定的影響,實驗中使用兩種不同的還原劑(氯化亞錫(SnCl_2)、硼氫化鉀(KBH_4)),通過對實驗數(shù)據(jù)的處理,發(fā)現(xiàn)氯化亞錫SnCl_2更有助于提高本實驗的精確度,同時對還原劑濃度對測定結(jié)果的影響做了進一步研究。實驗表明,在最佳測定條件下,標(biāo)準(zhǔn)曲線線性相關(guān)系數(shù)0.99986,儀器檢出限為0.001μg/L,測定下限是0.004μg/L。本文所設(shè)計的汞濃度檢測儀具有檢出限低、精度高、響應(yīng)快、機械結(jié)構(gòu)簡單、操作簡單、便于攜帶。
【圖文】：

們因為霧霾的到來增加了很多煩惱，身體也受到損害，我國煤炭使用量不斷提高，所釋放的有害物質(zhì)越來越多。為了減少環(huán)境污染，保障人們的身體健康，使我們能夠生活在一個綠色的環(huán)境里，研發(fā)煙氣中汞濃度在線檢測儀迫在眉睫，汞檢測儀在將來的環(huán)保事業(yè)中必將有廣泛的應(yīng)用前景，也為在治理汞造成的環(huán)境損害科研研究方面奠定了基礎(chǔ)。在燃煤鍋爐內(nèi)溫度大約在 1000℃，煤內(nèi)的汞會在高溫條件下被釋放出來，，汞和煙氣一起從煙道排出，在排出的這個過程中，汞會與各種成分反生一系列的物理和化學(xué)反應(yīng)。汞元素存在的形態(tài)可以歸納為 3 種：氣體形態(tài)的汞原子，氣體形態(tài)的汞離子以及粘附在粉塵等固體上面的汞原子。燃燒煤粉過程汞的相間轉(zhuǎn)化如圖 1-1 所示,有兩種不同途徑:一部分氣態(tài)單質(zhì)汞原子會發(fā)生氧化反應(yīng)變成汞離子，另一部分單質(zhì)汞原子和汞離子會粘附在煤粉燃燒后的粉塵上變成單質(zhì)汞。有學(xué)者[11,12]又進一步對汞形態(tài)遷移轉(zhuǎn)化過程進行了分析，發(fā)現(xiàn)可以分為以下 5 種情況：1、氣態(tài)單質(zhì)汞吸附在煙氣固體顆粒上；2、氣態(tài)單質(zhì)汞會被氧化成為氯化汞；3、一部分氯化汞會以氣態(tài)的形式排出，另一部分會吸附在固體顆粒上；4、氣態(tài)單質(zhì)汞被固態(tài)物質(zhì)氧化成氣態(tài)氧化態(tài)汞 Hg2+(g)；5、剩余的汞元素直接排放到大氣中。

著在分析生成機理的時候，著重研究生成機理中的變量因素，這些變量會對熒號強度造成一定的干擾，在這些變量和熒光信號強度之間尋找相關(guān)關(guān)系。本章，把這些影響因素做了一個系統(tǒng)的總結(jié)，確定哪些因素是可以在設(shè)計冷原子熒譜儀時可以避免的，哪些還有值得突破的空間。.1 原子熒光的產(chǎn)生機理原子熒光光譜技術(shù)的核心就是激發(fā)光譜的產(chǎn)生，原子在低能級時吸收能量，能級釋放能量就是激發(fā)光譜的產(chǎn)生[41-43]。通常情況下，原子都是在氣態(tài)的情況收能量才會被激發(fā)，原子最外層的低能級電子吸收能量會躍遷至高能級，這個級所處的狀態(tài)就是激發(fā)態(tài)。高能級的電子很不穩(wěn)定，它們會再返回到低能級，激發(fā)態(tài)再返回到基態(tài)，這個過程會有能量產(chǎn)生，便會有熒光的產(chǎn)生。由圖 2-1看出來，這個過程是一個先吸收能量，又釋放能量的過程，原子發(fā)射熒光是和照射同步進行的，能級躍遷也是同步進行的，光源不再照射后，所有的變化也止。
【學(xué)位授予單位】：華北電力大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：X851

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本文編號：2633474