高压调控共晶分子间电荷转移实现可调谐发光

为解决高温环境下S2吸收截面（ACS）难以测定的问题，研究人员通过紫外差分吸收光谱（UV-DOAS）结合热转化技术，首次在245-320 nm波长范围内测得S2的ACS数据（相对不确定度5%）。该研究创新性提出O2转化法与光谱重构算法，为星际气体分析及电力设备故障诊断提供了关键参数。

　　

在探索宇宙奥秘和保障工业安全的道路上，一种名为S₂的双原子分子扮演着特殊角色。这种分子不仅是研究地球原始大气成分的"时间胶囊"，更是木星、彗星等天体的重要组成成分。在工业领域，S₂作为SF₆分解产物，成为诊断电力设备故障的关键指标。然而，这个看似普通的分子却给科学家们出了道难题——由于它仅在1000K以上的高温环境中稳定存在，其光谱特性尤其是吸收截面（ACS）这一关键参数长期缺失，严重阻碍了相关领域的定量分析研究。

河北大学的研究人员另辟蹊径，将紫外差分吸收光谱（UV-DOAS）与热转化技术巧妙结合，在《Spectrochimica Acta Part A: Molecular and Biomolecular Spectroscopy》发表了突破性成果。他们设计的高温测量装置可稳定维持1000-1150K的实验环境，创新性地通过注入O₂将S₂转化为易检测的SO₂，结合自主研发的光谱重构滤波器，成功消除了SO₂的光谱干扰。

关键技术包括：1）基于硫蒸气热力学特性设计的高温测量系统；2）O₂转化法实现S₂浓度间接测定；3）光谱重构算法消除SO₂干扰；4）Lambert-Beer定律计算ACS参数。

【实验装置】研究团队根据S₂的热力学特性，设计了可精确控温的石英管反应系统，确保硫蒸气完全以S₂形态存在。

【ACS计算】通过对比转化前后SO₂浓度差反推S₂初始浓度，结合修正后的吸收光谱，运用Lambert-Beer定律计算出ACS值。

【光谱分析】在1100K条件下，光谱显示245-320nm区间存在显著吸收特征，经算法处理后获得纯净的S₂特征谱线。

这项研究首次实现了ppm级S₂的ACS精确测量，不仅填补了星际气体光谱数据库的空白，更为电力设备故障气体分析提供了新工具。研究者特别指出，该方法中发展的转化测量思路可推广至其他高温活性分子的检测，为极端环境下的光谱学研究开辟了新途径。国家自然科学基金和河北省自然科学基金的支持，彰显了该成果在基础研究和应用领域的双重价值。