二恶英指示物的反应特性及其在线检测研究

论文摘要

如何快速准确检测二恶英，已经成为当今环境污染检测研究的热点。但是当前的二恶英检测技术存在一些缺点，如步骤复杂、耗时长、费用高等。近年来，国外学者已经就二恶英的在线实时检测技术进行了不少的探索和研究。此外，由于环境中的二恶英为痕量物质，很难直接通过现有技术进行在线检测，所以寻找一种和二恶英有一定关联的物质（即二恶英指示物）作为二恶英在线测量的替代物，也成为了当前国内外学者研究的焦点。本文首先对国内外二恶英指示物理论的研究进展做了一定的总结，分别综述了反应过程、化学结构、燃烧条件和排放特征等条件，对二恶英指示物选择的影响。经过对比，选出了几种符合要求的物质作为二恶英指示物。其次，选取了一类具有代表性的二恶英指示物—多环芳烃（PAHs），采用热重分析法研究了该类指示物在不同金属化合物（CuCl2、CuO、FeCl3）、不同升温速率(10K·min-1、20K·min-1、50K·min-1)、不同反应气氛（有氯气、无氯气）等条件下的反应特性，同时将不同结构的多环芳烃和CuCl2混合，作为模拟飞灰，对其反应特性进行了研究。本文还采用了先进的飞行时间质谱技术，选择了包括多环芳烃（苊、芴、蒽、萘、联苯等）和三氯苯、三氯酚等在内的潜在的二恶英指示物，对上述物质分别进行了在线测量试验，依据最小二乘法，并借助Origin软件对苊的在线测量进行了质量标定。另外，为了研究该技术对实际物质在线测量的可行性，还对一些实际物质，诸如PE、PVC、煤、污泥等在热解条件下进行了在线测量试验。最后，本文提出了将飞行时间质谱技术和可调谐激光红外光谱技术相结合，对烟气中二恶英及其指示物进行检测的试验方案。该测试技术为今后的相关研究作出了一定的参考。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• §1.1 前言
• §1.2 二恶英类污染物的性质及环境来源
• §1.2.1 二恶英的性质及环境来源
• §1.2.2 和二恶英类似的其它物质的性质及环境来源
• §1.3 燃烧过程中二恶英类物污染物的排放状况
• §1.4 二恶英的分析和检测方法的发展方向
• §1.4.1 二恶英的常用分析方法
• §1.4.2 二恶英的快速分析方法
• §1.4.3 二恶英的自动净化/检测方法
• §1.4.4 二恶英的在线检测方法
• §1.5 本文的研究内容和意义
• 参考文献
• 第二章 二恶英指示物的研究进展分析
• §2.1 二恶英指示物的定义、来源和分类
• §2.1.1 二恶英指示物的定义
• §2.1.2 二恶英指示物的来源和分类
• §2.2 二恶英和其指示物分布的指纹特征
• §2.3 二恶英指示物的指示能力及其机理
• §2.3.1 基于反应过程的二恶英指示物及其机理
• §2.3.2 基于化学结构的二恶英指示物及其机理
• §2.3.3 基于燃烧条件和排放特征的二恶英指示物及其机理
• §2.4 可以用于在线检测的二恶英指示物的探讨
• §2.5 本章小结和讨论
• 参考文献
• 第三章 二恶英指示物的反应特性试验研究
• §3.1 研究背景
• §3.2 热重法简述
• §3.3 试验方法
• §3.4 试验结果和讨论
• §3.4.1 同金属化合物对二恶英指示物反应特性的影响
• §3.4.2 不同升温速率对二恶英指示物反应特性的影响
• §3.4.3 氯气对二恶英指示物反应特性的影响
• §3.4.4 不同结构的二恶英指示物的反应特性
• §3.5 本章小结和讨论
• 参考文献
• 第四章 飞行时间质谱技术在线测量二恶英指示物的试验研究
• §4.1 研究背景
• §4.1.1 质谱法的原理及其应用
• §4.1.2 飞行时间质谱法的原理及其应用
• §4.1.3 国内外飞行时间质谱的发展与前景
• §4.2 试验方法
• §4.3 试验结果与讨论
• §4.3.1 TOFMS对二恶英指示物的响应特征
• §4.3.2 TOFMS对实际物质的响应特征
• §4.3.3 TOFMS检测二恶英指示物的初步质量标定
• §4.4 本章小结和讨论
• 参考文献
• 第五章 在线检测应用的前景研究
• §5.1 可调谐激光红外光谱吸收检测方法（TDLAS）简介
• §5.2 本课题组在线检测技术简介
• §5.3 TDLAS结合TOFMS在线实时检测可行性方案的研究
• §5.4 本章小结和讨论
• 参考文献
• 第六章 全文总结与展望
• §6.1 阶段总结
• §6.2 本文创新点
• §6.3 研究展望和建议
• 作者在攻读硕士学位期间发表（含已录用）的论文目录
• 致谢