紫外線吸收法分析臭氧濃度【德國Anseros】

物理方法分析臭氧現在在國際上最流行的是紫外線吸收法。它是利用臭氧對 254nm 波長的紫外線特征吸收的特性，依據比爾—郎伯（ Beer-Lambert ）定律製造出的分析儀器，隻要選擇合適長度的吸收池，就可以檢測0.002mg/m3~5% （ vol ）濃度的臭氧。其線形在 4~5 個數量級內都很好。該法已被我國作為環境空氣中測定臭氧的標準方法（ GB1/T1154348 ）。

紫外線吸收法不但可以適用於檢測氣體中臭氧濃度，也可以檢測水中溶存的臭氧濃度。

2.1 紫外線吸收法原理
輻射被某種氣體或液體吸收是受朗伯 - 比爾（ Lambert Beer ）定律控製的：
I = I o e – klc
式中 I o —— 入射光束的強度；
I—— 光束穿透樣品（氣體或液體）後的強度；
l—— 通過樣品光程的長度；
c—— 樣品內吸收物質的濃度；
k—— 吸收物質對該光線波長的比吸收係數。

此種檢測需要對物質在已知波長下 k 值的精確了解。

2.2 臭氧檢測
    臭氧吸收短波紫外區（ 200~300nm ）哈特雷波段紫外光，在 253.7nm 處具有最大吸收（圖1 ）。在此波長，吸收係數值的範圍從 303.9 到 313.2cm -1 ? mol -1 ? L （ 273K 和 760mmHg ），研究者證實了該值為 302.4cm -1 ? mol -1 ? L 。

2.3 布朗 - 呂伯
    布朗 - 呂伯分析儀（前聯邦德國漢堡）的工作原理如圖 2 所示。水銀燈的輻射經聚光鏡聚焦形成平行光束透過測皿照射到光線接收器上，一部分輻射光線被分光鏡折射到參比檢測用的另一光線接收器上，光強用一可變光欄調節到同一水平。兩隻光線接受器接在橋式電路內，測皿吸收的光引起橋式電路的不平衡，一隻伺服電機供恢複平衡用，其校正動作範圍與光吸收相符。該儀器內裝有自動零點補償。當測量空氣中臭氧時，通過一隻電磁閥將惰性氣引入測皿，當檢測水中臭氧時，將標準溶液注入測皿。

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