基于激光诱导击穿光谱技术的水中重金属元素的高灵敏检测

批准号:
11564037
项目类别:
地区科学基金项目
资助金额:
47.0 万元
负责人:
孙对兄
依托单位:
学科分类:
A2102.原子分子与光子相互作用
结题年份:
2019
批准年份:
2015
项目状态:
已结题
项目参与者:
苏茂根、敏琦、刘进明、杨峰、曹世权、刘佳欣
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中文摘要
基于激光诱导击穿光谱技术(LIBS)的实时、在线和快速检测研究是目前人们非常感兴趣的课题之一。本项目针对激光诱导击穿光谱技术在液体中重金属元素检测方面的困难,引入辉光放电技术(GD),分别建立大气压环境和液体内部的GD-LIBS检测方法。从提高光谱信号强度、稳定性和延长等离子体寿命等角度出发,以水污染中重金属元素的快速和高灵敏检测为目标,研究激光作用于辉光放电等离子体后的激发效率以及其他各种实验条件对检测结果的影响,确定用于水环境中Pb、Cr、Cd和Hg等重金属元素高灵敏和快速检测的实验参数和光谱数据处理方法。希望通过本项目的研究,能够为GD-LIBS检测设备的研制提供借鉴,相关的实验参数和技术手段能够为水污染中重金属元素的快速检测提供科学依据。
英文摘要
The research of real time, online and highly sensitive detection based on the laser-induced breakdown spectroscopy (LIBS) technique are currently one of very interesting subjects in the field of elemental analysis. In this project, in order to solve the problem of the LIBS on the heavy element detection in liquid, glow discharge method is used for assisting to improve the capability of the element detection. The GD-LIBS experimental setups carried out in atmospheric pressure and inside liquid are designed, respectively. For the purpose of enhancing spectral intensity, stability and the life of plasma, we will investigate the excited efficiency of the atoms and ions in glow discharge plasma interacted with laser, and the effect of the other experimental parameters on the detected results, to obtain the optimum experimental parameters and the method for detecting Pb, Cr, Cd and Hg in water. We hope that the results can provide the support on the development of GD-LIBS instrument, and the corresponding data and methods and provide the help for heavy element detection in water in future.
利用激光诱导击穿光谱技术直接测量液体中的元素时,面临等离子体寿命短、发光强度弱和稳定性差等问题。针对该问题,本项目通过引入辉光放电技术(Glow discharge, GD),搭建了大气压环境和液体内部辉光放电辅助的激光诱导击穿光谱实验装置(GD-LIBS)。首先,通过调节激光能量、聚焦条件、电极距离、电压、溶液的电导率等参数,获得了信号强度高、稳定性好的实验方案;其次,针对快速分析的需求,设计开发了LIBS实时在线检测分析程序,实现了LIBS光谱数据的快速分析处理;最后,基于搭建的实验装置,对辉光放电辅助的LIBS光谱信号增强进行了研究,开展了水中K, Na, Ca,Cu和Pb等金属元素的测量工作。此外,我们还通过干涉法准确诊断了等离子体中的电子密度,并和发射光谱法的结果进行了比较,对等离子体参数的分布有了更深入的理解。本课题的研究成果对提高LIBS技术在液体中重金属的检测性能,GD-LIBS仪器的研发具有重要的参考价值。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
Dynamics and density distribution of laser-produced Al plasmas using optical interferometry and optical emission spectroscopy
使用光学干涉测量和光学发射光谱分析激光产生的铝等离子体的动力学和密度分布
DOI:10.1016/j.jqsrt.2018.12.029
发表时间:2019-03
期刊:Journal of Quantitative spectroscopy&Radiative transfer
影响因子:--
作者:Shiquan Cao;Maogen Su;Qi Min;Duixiong Sun;Pengpeng Ma;Zhihong Jiao;Kaiping Wang;Chenzhong
通讯作者:Chenzhong
Time evolution analysis of dynamics processes in laser-produced Al plasmas based on a collisional radiative model
基于碰撞辐射模型的激光产生的铝等离子体动力学过程的时间演化分析
DOI:10.1063/1.4973659
发表时间:2017-01
期刊:Physics of Plasmas
影响因子:2.2
作者:M. G. Su;B. Wang;Q. Min;S. Q. Cao;D. X. Sun;C. Z. Dong
通讯作者:C. Z. Dong
Spatio-temporally resolved spectral measurements of laser-produced plasma and semiautomated spectral measurement-control and analysis software
激光产生等离子体的时空分辨光谱测量以及半自动光谱测量控制和分析软件
DOI:10.1063/1.5016361
发表时间:2018-02
期刊:Physics of Plasmas
影响因子:2.2
作者:S. Q. Cao;M. G. Su;Q. Min;D. X. Sun;G. O'Sullivan;C. Z. Dong
通讯作者:C. Z. Dong
Measurement and analysis of EUV emission spectrum from laser produced Pr plasma
激光产生的 Pr 等离子体的 EUV 发射光谱的测量和分析
DOI:10.1088/1742-6596/875/3/022052
发表时间:2017-08
期刊:Journal of physics: Conference series
影响因子:--
作者:S.Q.Cao;M.G.Su;Q.Min;D.X.Sun;C.Z.Dong
通讯作者:C.Z.Dong
DOI:DOI: 10.1088/0256-307X/33/4/045201
发表时间:2016
期刊:Chinese Physics Letters
影响因子:--
作者:Shi-Quan Cao;Mao-Gen Su;Dui-Xiong Sun;Qi Min;Chen-Zhong Dong
通讯作者:Chen-Zhong Dong
基于激光诱导击穿光谱技术的敦煌莫高窟壁画原位分析方法研究
- 批准号:61965015
- 项目类别:地区科学基金项目
- 资助金额:39.0万元
- 批准年份:2019
- 负责人:孙对兄
- 依托单位:
国内基金
海外基金
