液体中溶解气体的量的分析一直是分析化学中的难题。迄今为止, 只是发展了水体中溶解氧的化学分析与仪器分析方法, 而其他的气体如N2 , CO2 , CH4 的分析方法至今仍很缺乏, 特别是液体中溶解的稀有气体, 如: Ar , He , Ke 的分析方法至今仍然是空白, 文章介绍了声致发光分析气体溶解于液体(包括非水溶液) 的新方法。
分析气体溶解于液体(包括非水溶液) 中的量一直是分析化学中具有挑战性的研究内容。由于环境科学的发展, 水体中溶解氧的分析首先起步。20 世纪60 年代, 环境工作者初步发展了水体溶解氧(DO) 的化学分析与仪器分析方法。化学分析法通常采用碘量法, 现场采样密封保存后送实验室内。
用化学分析手段进行分析, 这一过程从现场采样到送实验室分析繁杂, 耗时, 不能现场实时测定, 后发展了仪器分析方法。仪器的关键部件是膜电极溶解氧探头, 膜由透氧的高分子材料制作。当探头放到水中后, 水中的溶解氧透过膜进入电极室内, 当电极室内的溶解氧与水中的达到压强平衡后,仪器的电路开始通过铂电极向溶解氧施加极化电流, 仪器记录电极室内溶解氧的极化电流大小作为溶解氧的分析参数[1 ] 。虽然膜电极溶解氧测定仪可以用于现场测定溶解氧的浓度, 但电极的透氧膜易被水中的颗粒物, 细菌等堵塞, 从而造成膜的透气性下降, 性能变劣。同时, 膜的寿命有限, 需要经常更换, 更为不足的是, 仪器响应时间较长(不少于30 s) , 测定误差较大, 误差最高可达20 % , 不准确。而其他的气体如N2 , CO2 , CH4 在水(或水溶液) 中的溶解量的测定, 基本上没有成熟的方法。稀有气体如Ar , Ke , He , 由于本身在溶液中几乎不发生化学反应, 所以采用常规的化学分析手段无能为力。因此, 发展一种可以分析所有气体溶解于液体(包括非水溶液) 的仪器分析方法是分析化学中具有挑战性的内容。本文介绍了作者发展的声致发光测定气体溶解于液体的普适方法。
基于一系列声致发光光谱的测量,研究了单泡声致发光和多泡声致发光的线状光谱的参数相关性,探索声致发光中线状光谱的一般变化规律。实验发现,单泡声致发光的OH*谱线、Na谱线以及稀有气体谱线等的相对强度均与声场的驱动声压以及溶液中的稀有气体含量相关。驱动声压越小,溶液中的稀有气体含量越高,线状光谱在总光谱中所占比例就越大。多泡声致发光中的线状光谱的参数相关性与单泡声致发光中的相同。声致发光中出现线状光谱可能是泡内温度较低的体现。单泡和多泡声致发光的光谱具有相同的特征,以往实验中所表现出来的区别可能来自于两者泡内温度的不同。
声致发光是当强大的声波作用于液体的时候，液体中会产生一种"声空化"现象--在液体中产生气泡，气泡随即坍塌到一个非常小的体积，内部的温度可以超过10 万摄氏度，过程中会发出瞬间的闪光。这就是被称为"声致发光"的一种现象。
液体声致发光的本质貌似是液体中的气泡爆聚发光。这就不光和液体有关，还涉及到具体什么气体以及气泡大小了吧。然而水跟一种螳螂虾用钳子在水中制造出冲击波泡泡类似，泡泡里的温度可达到太阳表面的温度，太阳光就是连续光谱吧。
