图 1 - 本研究中使用的 GASEX OEM - HD-05-12
简介
Arcoptix GASEX HD-05-xx 光谱仪是用于多种应用的专业气体光谱仪。新开发的版本分辨率高达 0.5 cm^-1，这使得 Gasex 的“光谱视野”比之前的型号提高了 4 倍。在应用说明中，我们报告了使用 GASEX-OEM-HD-05-12 测量氯化氢 (HCl) 混合气体中两种天然稳定氯同位素（35Cl 和 37Cl）的同位素比值。
方法
在 75 ppm 浓度下（环境压力下），以 5N 氮气作为背景，测量了氯化氢的光谱。分析了光谱中两种天然同位素对应的吸光度比，并与 Hitran 模拟结果进行了关联分析。
结果
图2 - 使用 GASEX OEM - HD-05-12 记录的 180°C 下 HCl 基波吸收带全图。每个吸收峰均由双峰表示，分别对应于氯同位素 35a 和 37。
为了进行比较，我们使用另一款型号的气体光谱仪（即 GASEX-OEM-ST-20-12，分辨率为 2 个波数）对相同浓度的 HCl 氮气进行了吸收光谱测定。
图 3 - 用两种不同模型测量的 HCl 光谱细节，显示了分辨率对仪器线形函数的影响。分辨率较低的光谱无法提供同位素分辨的可能性，而分辨率较高的光谱则可以清晰地区分 HCl 的两个同位素异构体。
进一步分析了HCl两种同位素体含量比例的细节。光谱与Hitran模拟结果关联起来，分别对应HCl分子中两种氯同位素的光谱。
图4 - 使用 GASEX-OEM-HD-05-12 光谱仪以 0.5 cm-1 的分辨率测量的吸收光谱细节。测量光谱与 HITRAN 计算的 HCl 各同位素体的光谱一起绘制。该图显示，理论光谱和测量光谱的波长高度一致。
使用 Hitran 数据库计算的 HCl 混合气体中 35Cl 和 37Cl 两种同位素体的理论光谱峰位置与理论光谱峰位置高度一致。更详细的光谱视图有助于评估同位素比。
图5 - 使用 GASEX-OEM-HD-05-12 光谱仪以 0.5 cm-1 分辨率测量的吸收光谱的双峰细节，以及相应的 Hitran 计算光谱。基于此测量确定的同位素比为 2.53。（这与氯同位素的天然比 3.2 不符）。对此的解释需要进一步研究。
结论
高分辨率（Res=0.5 波数）GASEX-OEM-HD-05-12 光谱仪与标准分辨率（Res=2 波数）GASEX-OEM-ST-20-12 光谱仪进行了比较。两款仪器均可用于测定 HCl（以及几乎所有异核气体）的浓度。然而，只有高分辨率光谱仪才能提供足够精细的分辨率来测定某些气体的同位素比，正如本文以 HCl 为例所展示的那样。
苏州长显