哈佛环境室内有机颗粒物的生产与测定

该项目的总体目标是在环境室中生产有机特殊物质，并描述其化学和物理特性。哈佛环境室的建造是为了研究有机颗粒物的形成和气相成分在接近环境条件时的反应。今年是会议厅行动十周年。

这个腔室的独特部分是它作为一个完全混合流反应堆运行，提供在几天内进行稳定状态运行的机会。为确保稳态运行，腔室使用反馈系统控制重要腔室参数并保持其稳定。我们可以进行各种在线和离线测量，需要几天才能完成，因为气体和粒子相种的浓度无限期地保持稳定。

哈佛环境商会由三部分组成。第一部分是几代人的种子区和挥发性有机化合物生成系统。第二部分是环境室本身，第三部分是分析该系统的仪器。

在哈佛环境室的反应中，使用种子颗粒是一项关键技术，它允许稳定一代颗粒相有机材料。我们特别选择无机盐作为种子颗粒，在反应中，它们将被涂上有机材料。我们以后对有机材料进行数据分析，由于我们选择了无机盐，种子颗粒的干扰可以最小化。

我们在实验室使用的仪器之一是飞行气溶胶质谱仪的高分辨率时间，或短的 AMS。它是 Aerodyne Research 的一种仪器，如今在实验室和实地研究（包括飞机部署）中广泛使用。AMS 提供非耐火粒子化学成分的实时测量，也可以在通过测量粒子飞行时间来提供有关颗粒大小的模式中操作。

因此，通过结合来自质谱的化学成分大小和信息，我们可以获得所测离子的质量离子体分布。它们的关键测量环境参数包括臭氧、NO 和 NO2、相对湿度、温度以及袋子和腔室之间的差压。通过反馈系统设置环境室的物理参数。

将差压设置为四个 Pascal 或 30 个迷你 Torr。打开臭氧发生器，通过紫外线灯将干燥的空气吹过，产生臭氧流。将流量设置为每分钟 0.1 标准升。

将袋子的相对湿度设置为指定值。将室的温度设置为 25 正负 0.1 摄氏度。将仪器入口连接到环境室。

单击"开始"按钮启动自行开发的软件。检查集成反馈控制的自行开发的软件上显示的实时数据。打开所有的仪器，等待它们完全热身。

将硫酸铵溶解在高纯度水中，在100毫升体积玻璃中，以准备硫酸铵溶液。使用雾化器以每分钟三升的标准流速产生硫酸铵颗粒。通过扩散干燥器将气溶胶流通过，使相对湿度降低至 10%，通过双极充电器和差分移动分析仪将气溶胶流量调整大小，以选择颗粒，并通过电动移动准备准单净化分布。

使用注射器提取一毫升异丙丙尼溶液。在最后取款前，用溶液冲洗注射器三次。将注射器放入注射器喷油器中。

将针尖通过橡胶密封插入圆形底部烧瓶中。通过加热胶带将烧瓶预热至 90° 或零下 1 摄氏度。打开注射器注射并将其设置为适当的值。

通过控制注射器注射率，调整前体的气相浓度，以进行不同的实验。对于长时间的实验，根据需要刷新注射器。引入每分钟两升标准净化空气的流量，以蒸发并带走在圆底烧瓶中注入的异丙酮。

空气流量足够大，注射器尖端的塞西滴会蒸发，而不是滴入烧瓶中。异丙基和紫外光的结合导致二次有机材料的生产。启动气溶胶测量软件，通过单击"创建新文件"创建新文件。创建新文件。

每个参数都设置如下。单击"确定"按钮记录从袋子中退出的粒子的数量直径分布。使用飞行气溶胶质谱仪的高分辨率时间测量气溶胶流量。

按下面板左下角的"获取"按钮启动数据采集软件。在实验过程中记录有机PM的高分辨率质谱。获得总有机质量浓度。

打开袋内 PTFE 特氟龙管的采样值。采样流是飞行质谱仪质子转移反应时间指南。本视频显示了飞行质谱仪质子转移反应时间离子源的参数设置。

通过访问软件顶部的下拉菜单"获取"，然后按"开始"键开始数据采集。通过本软件记录每个离子的时间序列。停止气相前体和气溶胶种子颗粒的喷射。

几天来，以每分钟 40 升的速度连续注入纯空气。打开所有紫外线灯。将臭氧浓度设定为每十亿分之600，将温度设定为40摄氏度。

这样，一个侵略性的氧化环境保持几天来擦洗袋子。从气溶胶质谱仪获取的数据被记录并处理。实验条件为490PPB的异丙鱼与紫外线灯打开，以提供OH基作为氧化剂。

二次有机材料的质量浓度在实验开始时增加，大约四个小时后，它达到了稳定状态。该图表明，环境室能够从气体前体中产生S，因此能够产生S，这一图。可以使用PTRTOFMS研究腔内气相有机化合物的演化。

进行了异丙丙光氧化的试验，将约16个PPB的异丙丙尼连续放入腔室。图中显示了由PTRTOFMS测量的异丙醇主要氧化产物之一的C4H6O+离子的时间序列。在实验开始时，室内没有紫外线。

大约8分钟后，紫外线灯被打开，C4H8O+离子呈上升趋势。大约50分钟后，反应达到稳定状态。实验室室研究在气溶胶科学或更广泛的大气科学领域非常重要，这是因为它们使我们能够以受控的方式模拟和调查大气中发生的复杂的化学和物理现象。

室化研究极大地有助于我们了解二次有机气溶胶的形成和演化，例如SA，SOA是全球颗粒物的主要成分。因此，这些室研究的数据，研究与SA相关的问题，已经被用来指导化学机制的发展，也用于SA的形成和模型演化的参数化。