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通用冷凝粒子計數(shù)器助力環(huán)境監(jiān)測新飛躍逐步顯現！

2024-09-12 08:35:58來源：化工儀器網(wǎng)關(guān)鍵詞：冷凝粒子計數(shù)器閱讀量：3562

導(dǎo)讀：在環(huán)境監(jiān)測技術(shù)日新月異的今天有很大提升空間，清華大學(xué)環(huán)境學(xué)院蔣靖坤教授研究組傳來了一項令人振奮的消息——他們成功研發(fā)出一種能夠同時使用醇和水作為工作液體的通用CPC。

　　【儀器網(wǎng) 技術(shù)前沿】傳統(tǒng)冷凝粒子計數(shù)主要通過將過飽和蒸汽冷凝在氣溶膠粒子表面首次，使其長大成為微米級液滴可能性更大，進(jìn)而通過光學(xué)檢測器實現(xiàn)顆粒物的精確計數(shù)。然而搖籃，由于醇和水在理化性質(zhì)上的差異關鍵技術，現(xiàn)有的冷凝粒子計數(shù)器(CPC)往往只能針對單一工作液體進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計，形成了醇基CPC和水基CPC兩大類別深入。

　　醇基CPC雖能高效使疏水顆粒物長大，但其釋放的醇蒸氣易引入雜質(zhì)氣體重要的，影響檢測結(jié)果開展研究；而水基CPC則擅長處理親水顆粒物，但在某些特定環(huán)境下使用受限相互融合。

　　在環(huán)境監(jiān)測技術(shù)日新月異的今天培養，清華大學(xué)環(huán)境學(xué)院蔣靖坤教授研究組傳來了一項令人振奮的消息——他們成功研發(fā)出一種能夠同時使用醇和水作為工作液體的通用CPC。研究成果以《使用醇和水作為工作液體的通用冷凝粒子計數(shù)器》(A convertible condensation particle counter using alcohol or water as the working fluid)為題發(fā)表在《氣溶膠科學(xué)與技術(shù)》(Aerosol Science and Technology)上更加完善。

　　蔣靖坤教授的研究團(tuán)隊針對上述痛點形式，通過深入的理論模擬與實驗研究建設應用，設(shè)計出了一種前所未有的兼容醇和水的通用蒸發(fā)室與冷凝室結(jié)構(gòu)。這一創(chuàng)新設(shè)計通過精確調(diào)控蒸發(fā)室溫度日漸深入、冷凝室溫度及光散射強度等關(guān)鍵參數(shù)動力，成功創(chuàng)建了既適用于醇蒸氣也適用于水蒸汽的過飽和冷凝生長環(huán)境，實現(xiàn)了在同一臺CPC上使用不同工作液體對氣溶膠粒子的高精度檢測互動式宣講。

　　實驗結(jié)果顯示效高性，該通用CPC在不同工作液體下的表現(xiàn)均十分出色。當(dāng)使用正丁醇作為工作液體時自動化，其50%計數(shù)效率對應(yīng)的顆粒物直徑分別為10納米(氯化鈉)和7納米(銀)提升，顯示出對微小顆粒物的卓越檢測能力。而切換到水作為工作液體時不折不扣，其50%計數(shù)效率對應(yīng)的顆粒物直徑均在3納米左右支撐能力，進(jìn)一步拓寬了檢測范圍。

　　尤為值得一提的是高效利用，當(dāng)環(huán)境露點溫度高于冷凝室冷凝溫度時特征更加明顯，該CPC還能自動從空氣中收集水汽，為自身補給工作液體講實踐，實現(xiàn)了長期自維持運行數字技術，大大降低了運行成本和維護(hù)難度。

　　目前市場開拓，該通用CPC已在北京措施、上海、深圳等城市大氣環(huán)境站以及黑龍江龍鳳山要落實好、云南香格里拉緊密相關、新疆阿克達(dá)拉等區(qū)域大氣本底站成功應(yīng)用，并展現(xiàn)出良好的性能表現(xiàn)先進技術。不僅驗證了此次創(chuàng)新成果技術(shù)的成熟可靠培訓，也體現(xiàn)了其在應(yīng)對復(fù)雜環(huán)境挑戰(zhàn)中的巨大潛力。

　　這一創(chuàng)新成果不僅突破了傳統(tǒng)CPC在設(shè)計上的局限性宣講手段，更為環(huán)境監(jiān)測重要工具、機動車尾氣檢測、工業(yè)環(huán)境監(jiān)測等多個領(lǐng)域提供了更加高效全面闡釋、靈活的解決方案非常激烈。同時，該研究成果的發(fā)表也為我國在國際環(huán)境科學(xué)領(lǐng)域贏得了更多的關(guān)注與尊重引人註目，彰顯了中國科研人員的智慧和貢獻(xiàn)領域。

　　(資料來源：清華大學(xué))

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