Ein Forschungsteam unter der Leitung von Prof. Gao Xiaoming vom Anhui Institute of Optics and Fine Mechanics (AIOFM), Hefei Institutes of Physical Science (HFIPS) der Chinese Academy of Sciences (CAS) hat kürzlich eine neue Zweiwellenlängen-Faraday-Rotationsspektroskopie (FRS) vorgeschlagen ) Sensor in der Zweikomponenten-Simultandetektion von Stickoxiden.
Ein entsprechendes Forschungsergebnis wurde in veröffentlicht Sensoren und Aktoren: B. Chemie.
Stickoxide stehen im Zentrum atmosphärischer chemischer Reaktionen und beeinflussen die Konzentration von Ozon, Hydroxyl- und Peroxyradikalen, die wichtige Vorläufer für die Bildung von photochemischem Smog, saurem Regen und Dunstverschmutzung sind. Gleichzeitig spielen Stickoxide, die von landwirtschaftlichen Feldern, Feuchtgebieten und anderen Ökosystemen emittiert werden, eine wichtige Rolle im globalen Stickstoffkreislauf.
In dieser Forschung haben Prof. Liu Kun und Cao Yuan et al. schlugen als Reaktion auf die Probleme der langsamen Messrate und der fehlenden Selektivität für Stickoxide und Stickstoffdioxid bei der herkömmlichen Chemilumineszenz-Detektion von Stickoxiden einen Zweikomponenten-Simultandetektionssensor für Stickoxide mit statischem Magnetfeld FRS auf Basis einer NdFeB-Ringmagnetanordnung vor.
Die Wechselwirkung zwischen zwei Strahlen linear polarisierten Lichts unterschiedlicher Wellenlängen und Stickoxiden in einem statischen Magnetfeld wurde erleichtert, indem eine Gasabsorptionszelle mit einem Hohlraum und zwei optischen Pfaden konstruiert und koaxial mit einem NdFeB-Ringmagnetarray gekoppelt wurde.
Abgesehen davon empfahlen sie, dass die Absorptionszelle kleiner oder gleich der Länge der Permanentmagnet-Ringanordnung sein sollte. Damit soll das Problem angegangen werden, dass die linke und die rechte Seite der NdFeB-Ringmagnetanordnung entgegengesetzt zur Richtung des internen axialen Magnetfelds waren, was zu einer teilweisen Auslöschung des magneto-optischen Signals führte, das durch das interne axiale Magnetfeld angeregt wurde.
Durch die Kombination von Wellenlängenmodulationsspektroskopie mit einem statischen Magnetfeld erreichte der FRS NOx-Sensor eine Nachweisempfindlichkeit von 0,58 ppb NO2 und 0,95 ppb NO über eine optische Länge von 23,7 m und eine Integrationszeit von 100 s.
Diese Arbeit legt den Grundstein für die Weiterentwicklung von auf der Eddy-Kovarianz-Methode basierenden Studien der Boden-Pflanze-Atmosphäre-NOx-Grenzflächenflüsse in Ökosystemen.
Mehr Informationen:
Yuan Cao et al., Faraday-Rotationsspektroskopie-NOx-Sensor mit zwei mittleren Infrarotwellenlängen basierend auf einem NdFeB-Ringmagnetarray, Sensoren und Aktoren B: Chemisch (2023). DOI: 10.1016/j.snb.2023.133805
Bereitgestellt von Hefei Institutes of Physical Science, Chinese Academy of Sciences