太赫兹近场化学品探测研究

发布时间：2017-09-18 12:29

  本文关键词：太赫兹近场化学品探测研究

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【摘要】：为防范危险化学品事故的发生及其灾害,对泄漏危险化学品的探测极为必要。本文利用太赫兹时域光谱技术对气态烷烃和醛类物质等典型危险化学品的太赫兹光谱进行近场探测研究,实现了这些物质的定性与定量分析。对于气态烷烃,在干燥氮气条件下测量了甲烷、乙烷、丙烷和异丁烷的太赫兹光谱。测试系统的温度为23.6℃、湿度小于10%RH。根据所测量物质的分子结构特征,确定了四种物质在太赫兹频段具有不同的特征吸收峰和吸收光谱,可用于对四种物质的定性分析。进而研究了压力和浓度对丙烷太赫兹吸收光谱的影响,测量了不同压力的纯丙烷气体和不同浓度丙烷与氮气混合气体的太赫兹光谱,发现压力和浓度均与丙烷气体的太赫兹平均吸收系数成线性关系,数据回归所得的线性方程式可用于丙烷气体的定量分析。对于固态醛类,测试了不同质量浓度的多聚甲醛、四聚乙醛和高纯聚乙烯混合物压片的太赫兹光谱。得到了多聚甲醛和四聚乙醛的太赫兹特征吸收峰及吸收光谱,可实现两种物质的定性鉴别。在此基础上,通过数据分析分别得到了两种物质的质量浓度与平均吸收系数的关系,实现了定量分析。发现多聚甲醛的平均吸收系数与质量浓度的自然对数成线性关系,而四聚乙醛的平均吸收系数直接与质量浓度成线性关系。本文研究拓宽了太赫兹时域光谱技术在危险化学品定性识别和定量分析中的应用范围,为危化品的风险评估及事故预防提供依据。
【关键词】：太赫兹时域光谱 危险化学品 气态烷烃 多聚甲醛 四聚乙醛 吸收系数
【学位授予单位】：北京化工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TQ086.52;O657.3
【目录】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-13
• 符号说明13-14
• 第一章 绪论14-24
• 1.1 课题来源、研究背景及意义14-17
• 1.1.1 课题来源14
• 1.1.2 课题研究背景及意义14-17
• 1.2 太赫兹波特征17-21
• 1.2.1 太赫兹波的产生和探测17-18
• 1.2.2 太赫兹波的特点18-19
• 1.2.3 太赫兹技术的应用19-21
• 1.3 课题的创新点21-22
• 1.4 本文主要研究内容22-24
• 第二章 太赫兹时域光谱技术与实验测定24-44
• 2.1 太赫兹光谱与分子结构24-25
• 2.2 太赫兹时域光谱系统25-29
• 2.3 THz-TDS系统干扰因素排除29-30
• 2.4 基于THz-TDS技术的物质定性与定量分析30-31
• 2.5 实验方案31-32
• 2.6 实验样品制备32-37
• 2.6.1 气体样品32-34
• 2.6.2 固体样品34-37
• 2.7 实验过程37-39
• 2.7.1 实验步骤37-38
• 2.7.2 注意事项38-39
• 2.8 数据处理方法39-42
• 2.8.1 气体物质数据处理方法39-40
• 2.8.2 固体物质数据处理方法40-42
• 2.9 本章小结42-44
• 第三章 烷烃物质的THz光谱分析44-62
• 3.1 常见的气态烷烃物质44
• 3.2 甲烷的THz光谱44-47
• 3.3 乙烷的THz光谱47-49
• 3.4 丙烷的THz光谱49-50
• 3.5 异丁烷的THz光谱50-52
• 3.6 压力、浓度对丙烷THz特征光谱的影响52-59
• 3.6.1 压力对丙烷THz光谱影响53-56
• 3.6.2 浓度对丙烷THz光谱影响56-59
• 3.7 本章小结59-62
• 第四章 醛类物质的THz光谱分析62-74
• 4.1 多聚甲醛和四聚乙醛特性62
• 4.2 多聚甲醛的THz吸收光谱62-64
• 4.3 四聚乙醛的THz吸收光谱64-66
• 4.4 浓度对多聚甲醛和四聚乙醛的THz吸收光谱影响66-73
• 4.5 本章小结73-74
• 第五章 结论与展望74-76
• 5.1 结论74-75
• 5.2 展望75-76
• 参考文献76-82
• 致谢82-84
• 研究成果及发表的学术论文84-86
• 作者及导师简介86-87
• 附件87-88

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本文编号：875566