近日，中國科學(xué)院合肥物質(zhì)院安光所張為俊研究員團隊在大氣甲醛探測方面取得新進(jìn)展，相關(guān)成果以“基于緊湊型球面鏡光學(xué)多通池的便攜式高靈敏激光吸收光譜甲醛傳感器”為題發(fā)表在國際TOP期刊Sensors and Actuators: B. Chemical上。
甲醛是一種重要的大氣污染物，主要來(lái)源于工業(yè)過(guò)程、化工制品與機動(dòng)車(chē)排放等。在大氣化學(xué)中，甲醛是人為和自然排放的揮發(fā)性有機化合物（VOCs）氧化降解反應過(guò)程中關(guān)鍵的中間體產(chǎn)物；在室內環(huán)境中，甲醛超標是引發(fā)癌癥，尤其是白血病的重要原因。因此，對大氣甲醛進(jìn)行實(shí)時(shí)監測，對大氣污染化學(xué)和健康效應研究具有重要意義。
2019年，安光所團隊趙衛雄研究員、方波助理研究員等人采用長(cháng)光程新型球面鏡池結合中紅外可調諧激光吸收光譜技術(shù)（TDLAS），研制了用于實(shí)際大氣甲醛測量的TDLAS裝置，并參加了粵港澳大灣區等外場(chǎng)觀(guān)測。本研究在此基礎上，針對TDLAS甲醛測量裝置小型化、快速響應及高靈敏發(fā)展需求，研制出高光程體積比的緊湊型光學(xué)多通池（光程50.6 m，體積 ~ 350 mL），其氣體置換響應時(shí)間小于1 s。結合快速背景扣除技術(shù)，該裝置能夠在1 s積分時(shí)間獲得650 pptv（αmin ~ 2.3×10-9 cm-1）的探測極限。該研究工作為團隊進(jìn)一步發(fā)展便攜式手持/車(chē)載甲醛探測設備奠定了基礎。
本工作得到國家自然科學(xué)基金、中科院青年創(chuàng )新促進(jìn)會(huì )、合肥研究院院長(cháng)基金資助。
文章連接：https://doi.org/10.1016/j.snb.2023.134379.
高光程體積比的緊湊型球面鏡光學(xué)多通池
甲醛探測裝置結構圖
快速背景扣除與檢測極限
