化学発光法(CLD)は窒素酸化物(NO 8339)を測定する国際標準方法であり、その高感度、高選択性、高速応答で知られている。その核心原理は一酸化窒素(NO)とオゾン(O 8323)の気相化学反応に基づいている。
一、NOからNOまでの検出ロジック
この機器の検出ロジックは、2つの反応室と1セットの切換弁路である精密な「ステップ測定」設計に従っている。
NOの直接測定:
測定対象ガスはまず第1反応室に直接入り、機器内部のオゾン発生器で発生した過剰なO 8323と混合する。
重要な反応が発生した:NO+O〓→NO〓*+O〓。そのうち、二酸化窒素分子の約10%が励起状態(NOガリウム*)にある。
NOガリウム*が励起状態から基底状態に遷移すると、波長600 ~ 3000 nmの光子が放出されます。反応室に密着した赤色感光増倍管(PMT)によりこの微弱な化学発光を検出し、その光強度はNOの濃度に厳密に比例した。
NOタンタル(総窒素酸化物)の測定とNOタンタルの間接的導出:
別のガスはモリブデンコンバータ(または高温コンバータ)を通って流れる。この装置はサンプルガス中のすべての窒素酸化物(NOガリウムを含む)をNOに触媒還元することができる。
反応は:NOタンパ+Mo→NO+MoOであった。
その後、この「すべてNOに変換」されたガスは第2反応室に入り、同様にO 8323と反応して化学発光信号を検出した。この信号に対応する濃度はNO 8339(NO+NO 8322)である。
最終的に、NOタンタル濃度=NOタンタル濃度-NO濃度を計算することにより、間接的に二酸化窒素の濃度を得た。
二、誤差制御要点
コンバータ効率:モリブデンコンバータ効率の減衰又は他の窒素含有化合物(例えばNH 8323)の交差感受性が主な誤差源である。定期的にキャリブレーション(標準NOガリウムガス導入の検証効率>96%)するか、より特異な光分解変換法を使用する必要があります。
化学発光妨害:オレフィン、COなどの物質とO 8323との反応も微弱発光を生じ、正の誤差をもたらす。反応室圧力を最適化し(低圧は干渉の大部分を効果的にクエンチすることができる)、選択フィルタを用いて制御する。
効果:サンプルガス中のCOタンパ、水蒸気などは励起状態のNOタンパ*を衝突急冷し、信号の低下を招き、負の誤差を生じる。乾燥剤を使用して水蒸気を除去し、校正曲線を通じて補償する必要がある。
システムメンテナンス:定期的に反応室を清掃して汚染を防止し、オゾン発生器の安定性を検査し、PMTが最適な動作温度にあることを確保し、長期データの正確性を保証する基礎である。
このような精密な物理化学設計と厳格な誤差制御措置を結合することにより、CLD分析器はNOとNOの正確で信頼性のある定量分析を実現することができる。