Science >> Wetenschap >  >> Chemie

Hoe wordt de stikstofoxide -concentratie in lucht gemeten?

Stikstofoxide (N2O) concentratie in lucht kan worden gemeten met behulp van verschillende technieken, elk met zijn eigen voor- en nadelen:

1. Gaschromatografie (GC)

* principe: Scheidt gassen op basis van hun verschillende kookpunten en interacties met een stationaire fase. Een detector meet vervolgens de hoeveelheid van elk gas.

* methode: Luchtmonsters worden verzameld in een gasdichte container en geïnjecteerd in de GC. De N2O -concentratie wordt bepaald door het piekoppervlak te vergelijken met dat van een bekende standaard.

* Voordelen: Hoge gevoeligheid, nauwkeurigheid en precisie.

* Nadelen: Vereist gespecialiseerde apparatuur en getraind personeel.

2. Non-Dispersive Infrared (NDIR) spectroscopie

* principe: Meet de absorptie van infraroodstraling door specifieke moleculen, waaronder N2O.

* methode: Infraroodlicht wordt door het luchtmonster geleid en de hoeveelheid licht geabsorbeerd door N2O wordt gemeten.

* Voordelen: Relatief eenvoudig, draagbaar en kosteneffectief.

* Nadelen: Lagere gevoeligheid dan GC, kan worden beïnvloed door andere gassen in de lucht.

3. Chemiluminescentie detectoren

* principe: N2O reageert met een reagens om licht te produceren, dat wordt gemeten door een detector.

* methode: Luchtmonsters worden door een kamer geleid waar ze reageren met het reagens. Het uitgestoten licht is evenredig met de N2O -concentratie.

* Voordelen: Hoge gevoeligheid, goede selectiviteit.

* Nadelen: Vereist gespecialiseerde apparatuur en reagentia.

4. Elektrochemische sensoren

* principe: Meet de elektrische stroom die wordt gegenereerd door een chemische reactie waarbij N2O betrokken is.

* methode: Luchtmonsters worden doorgegeven over een elektrode die reageert met N2O, waardoor een stroom die evenredig is aan de concentratie genereert.

* Voordelen: Compact, draagbaar en lage kosten.

* Nadelen: Beperkte gevoeligheid, vatbaar voor interferentie van andere gassen.

5. Tunable diode laserabsorptiespectroscopie (TDLAS)

* principe: Gebruikt een laserstraal afgestemd op een specifieke golflengte die wordt geabsorbeerd door N2O.

* methode: Een laserstraal wordt door het luchtmonster geleid en de hoeveelheid licht geabsorbeerd door N2O wordt gemeten.

* Voordelen: Hoge gevoeligheid, goede selectiviteit en potentieel voor teledetectie.

* Nadelen: Dure en complexe apparatuur.

De methode -keuze hangt af van factoren zoals de vereiste gevoeligheid, nauwkeurigheid en kosten. GC wordt bijvoorbeeld meestal gebruikt voor onderzoeks- en monitoringtoepassingen, terwijl NDIR -sensoren vaak worden gebruikt in industriële omgevingen.

Naast het bovenstaande worden verschillende andere methoden ontwikkeld voor het meten van N2O -concentraties, waaronder:

* massaspectrometrie (MS) :Biedt informatie over de isotopische samenstelling van N2O.

* Holt-down-down spectroscopie (CRDS) :Zeer gevoelige techniek voor het meten van sporengassen.

De ontwikkeling van nieuwe technologieën verbetert voortdurend de nauwkeurigheid en efficiëntie van N2O -metingen.