基于太赫茲波的持久性有機物檢測技術研究.pdf

1、太赫茲波是橫跨于高頻微波與長波遠紅外區(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，具有重要的學術價值和應用前景。當前，不僅在太赫茲產(chǎn)生方面受到足夠重視，而且在太赫茲應用方面也受到前所未有的關注，太赫茲波的應用技術已經(jīng)在成像和光譜兩個大領域展開迅猛發(fā)展。
　　 持久性有機污染物(POPs)近幾年受到廣泛的關注，由其引起的環(huán)境污染和對生物體的長

2、期危害，是影響我國環(huán)境安全和生命安全的重要因素。雖然現(xiàn)在已經(jīng)有一些持久性有機物的檢測方法，但是在檢測費用、檢測質量方面還存在很多的局限，建立一種實用、快捷、一體化的持久性有機物的檢測技術至關重要。太赫茲波檢測有快速、對物質結構敏感等特點。我們在前人基礎上，率先開展了將太赫茲光譜技術用于持久性有機物檢測的研究，并取得了有意義的實驗結果。
　　 本文利用太赫茲時域光譜技術和量子化學理論對含硫和含氯的兩類物質進行了太赫茲光譜研究，為持

3、久性有機物指紋譜庫的建立和混合物的檢測做出鋪墊；然后本文嘗試進行混合物的定性定量探索，旨在探索太赫茲指紋技術在該領域的研究前景。
　　 本論文的主要工作：
　　 (1)利用THz時域光譜技術對持久性有機物硫研的兩種同分異構體進行了THz光譜研究，得到了他們在有效頻率范圍內(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行了理論研究和峰值指認。結果表明即使是同分異構體在THz波段也會在吸收光譜上有明顯不同。

4、　　 (2)針對持久性有機物大都含有穩(wěn)定性元素氯的特點，研究了含氯殺蟲劑氟蟲腈的指紋譜，包括該物質的時域圖、頻域圖、折射率譜圖和吸收系數(shù)圖，然后進行了理論研究和峰值指認，結果表明含氯的氟蟲腈有著自己獨特的指紋譜。該研究結果為建立持久性有機物分子在THz波段的指紋光譜、分析物質結構和混合物定性定量分析提供了實驗數(shù)據(jù)。
　　 (3)在純物質檢測的基礎上，本文工作的最終目的是實現(xiàn)有機物在混合物中的定性與定量分析，作為該領域的起始研究

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