基于太赫茲波的持久性有機(jī)物檢測(cè)技術(shù)研究.pdf

1、太赫茲波是橫跨于高頻微波與長(zhǎng)波遠(yuǎn)紅外區(qū)域的一段電磁波譜，這段區(qū)域通常被定義在頻率0.1～10太赫茲(THz)，波長(zhǎng)0.03mm～3mm之間，它在電磁波譜中占有很特殊的位置，具有重要的學(xué)術(shù)價(jià)值和應(yīng)用前景。當(dāng)前，不僅在太赫茲產(chǎn)生方面受到足夠重視，而且在太赫茲應(yīng)用方面也受到前所未有的關(guān)注，太赫茲波的應(yīng)用技術(shù)已經(jīng)在成像和光譜兩個(gè)大領(lǐng)域展開迅猛發(fā)展。
　　 持久性有機(jī)污染物(POPs)近幾年受到廣泛的關(guān)注，由其引起的環(huán)境污染和對(duì)生物體的長(zhǎng)

2、期危害，是影響我國(guó)環(huán)境安全和生命安全的重要因素。雖然現(xiàn)在已經(jīng)有一些持久性有機(jī)物的檢測(cè)方法，但是在檢測(cè)費(fèi)用、檢測(cè)質(zhì)量方面還存在很多的局限，建立一種實(shí)用、快捷、一體化的持久性有機(jī)物的檢測(cè)技術(shù)至關(guān)重要。太赫茲波檢測(cè)有快速、對(duì)物質(zhì)結(jié)構(gòu)敏感等特點(diǎn)。我們?cè)谇叭嘶A(chǔ)上，率先開展了將太赫茲光譜技術(shù)用于持久性有機(jī)物檢測(cè)的研究，并取得了有意義的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。
　　 本文利用太赫茲時(shí)域光譜技術(shù)和量子化學(xué)理論對(duì)含硫和含氯的兩類物質(zhì)進(jìn)行了太赫茲光譜研究，為持

3、久性有機(jī)物指紋譜庫的建立和混合物的檢測(cè)做出鋪墊；然后本文嘗試進(jìn)行混合物的定性定量探索，旨在探索太赫茲指紋技術(shù)在該領(lǐng)域的研究前景。
　　 本論文的主要工作：
　　 (1)利用THz時(shí)域光譜技術(shù)對(duì)持久性有機(jī)物硫研的兩種同分異構(gòu)體進(jìn)行了THz光譜研究，得到了他們?cè)谟行ьl率范圍內(nèi)的THz頻率譜、吸收光譜和折射率譜。并采用密度泛函分析進(jìn)行了理論研究和峰值指認(rèn)。結(jié)果表明即使是同分異構(gòu)體在THz波段也會(huì)在吸收光譜上有明顯不同。

4、　　 (2)針對(duì)持久性有機(jī)物大都含有穩(wěn)定性元素氯的特點(diǎn)，研究了含氯殺蟲劑氟蟲腈的指紋譜，包括該物質(zhì)的時(shí)域圖、頻域圖、折射率譜圖和吸收系數(shù)圖，然后進(jìn)行了理論研究和峰值指認(rèn)，結(jié)果表明含氯的氟蟲腈有著自己獨(dú)特的指紋譜。該研究結(jié)果為建立持久性有機(jī)物分子在THz波段的指紋光譜、分析物質(zhì)結(jié)構(gòu)和混合物定性定量分析提供了實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。
　　 (3)在純物質(zhì)檢測(cè)的基礎(chǔ)上，本文工作的最終目的是實(shí)現(xiàn)有機(jī)物在混合物中的定性與定量分析，作為該領(lǐng)域的起始研究

5、，本文將實(shí)際中可能含有有機(jī)物的煙葉作為載體，將太赫茲光譜技術(shù)應(yīng)用于混合物的研究中，然后將混合物的太赫茲吸收譜與純物質(zhì)的吸收譜進(jìn)行比對(duì)，探測(cè)是否含有該物質(zhì)，嘗試低濃度下的定性分析和檢測(cè)下限的探索。
　　 (4)定性分析后，本文嘗試進(jìn)行定量分析。在初步研究中，論文分別對(duì)固體有機(jī)農(nóng)藥和液體有機(jī)農(nóng)藥混合物的定量分析展開探索。在固體有機(jī)農(nóng)藥混合物定量分析上，首先選取了物質(zhì)的特征吸收峰來嘗試進(jìn)行不同濃度的定量分析；然后采用最小二乘法抓取合適