主办单位: 共青团中央   中国科协   教育部   中国社会科学院   全国学联  

承办单位: 贵州大学     

基本信息

项目名称:
一种高选择性的基于催化发光的四氢呋喃传感器
小类:
能源化工
简介:
本文设计了一种基于纳米材料γ-Al2O3掺杂MgO的催化发光四氢呋喃传感器。通过掺杂MgO使体系选择性显著提高,当γ-Al2O3/MgO摩尔比为1.5:1时,在最佳条件下,催化发光强度与四氢呋喃气体浓度在1.0—3000mL/m3内呈良好的线性关系,检出限为0.67 mL/m3。
详细介绍:
本文设计了一种基于纳米材料γ-Al2O3掺杂MgO的催化发光四氢呋喃传感器。此传感器由反应器、程序升温系统、单色器系统和光电检测及数据处理系统组成。通过掺杂MgO使体系选择性显著提高,当γ-Al2O3/MgO摩尔比为1.5:1时,在温度279℃,波长460nm,载气流速为360mL/min的最佳条件下,催化发光强度与四氢呋喃气体浓度在1.0—3000mL/m3内呈良好的线性关系,检出限为0.67 mL/m3。当甲酸、乙酸、甲醛、甲醇、乙醇、苯、甲苯、乙酸乙酯、氨水、环己烷、三氯甲烷、乙二醇甲醚等通过此传感器,没有或只引起微弱干扰,应用此方法可方便、快速测定空气中的四氢呋喃气体。

作品图片

  • 一种高选择性的基于催化发光的四氢呋喃传感器
  • 一种高选择性的基于催化发光的四氢呋喃传感器
  • 一种高选择性的基于催化发光的四氢呋喃传感器
  • 一种高选择性的基于催化发光的四氢呋喃传感器

作品专业信息

撰写目的和基本思路

四氢呋喃是最强的极性醚类之一,有类似乙醚的气味,有毒,空气中最高容许浓度为200 mL/m3。 1976年,Breysse首先观察到了催化发光(CTL)现象。张新荣等发现纳米材料并将纳米材料引入到催化发光的研究,为催化发光传感器的研制提供新的发展空间。

科学性、先进性及独特之处

气相色谱法能够测定空气中的四氢呋喃,具有很高的选择性及灵敏度,但仪器体积较大,即使是便携式的气相色谱检测仪也不能进行即时和连续监测。相比之下,气体传感器具有体积小,操作方便和响应快速等优点,可实现实时,在线监测,在检测有害物质方面具有独特之处。因此,发展简单、稳定、便携式四氢呋喃气体传感器,灵敏有效地监测空气中易挥发的四氢呋喃是具有重大意义的。

应用价值和现实意义

四氢呋喃对皮肤和粘膜有刺激作用,高剂量时有肝脏毒性。 气体传感器具有体积小,操作方便和响应快速等优点,可实现实时,在线监测,在检测有害物质方面具有独特之处。而目前极少有监测四氢呋喃传感器的报道。 因此,发展简单、稳定、便携式四氢呋喃气体传感器,灵敏有效地监测空气中易挥发的四氢呋喃是具有重大意义的。

学术论文摘要

本文设计了一种基于纳米材料γ-Al2O3掺杂MgO的催化发光四氢呋喃传感器。此传感器由反应器、程序升温系统、单色器系统和光电检测及数据处理系统组成。通过掺杂MgO使体系选择性显著提高,当γ-Al2O3/MgO摩尔比为1.5:1时,在温度279℃,波长460nm,载气流速为360mL/min的最佳条件下,催化发光强度与四氢呋喃气体浓度在1.0—3000mL/m3内呈良好的线性关系,检出限为0.67 mL/m3。当甲酸、乙酸、甲醛、甲醇、乙醇、苯、甲苯、乙酸乙酯、氨水、环己烷、三氯甲烷、乙二醇甲醚等通过此传感器,没有或只引起微弱干扰,应用此方法可方便、快速测定空气中的四氢呋喃气体。

获奖情况

1、论文摘要已发表在“分析测试学报”第29卷135页(核心期刊); 2、论文已投“光谱学与光谱分析”(SCI收录刊物); 3、相关传感器材料正在申请发明专利。

鉴定结果

论文已被“分析测试学报”(核心期刊)收录

参考文献

[1] Baidu. ,2010 [2] Hu Chenzhi(胡晨智). Occup Health & Emerg Rescue (职业卫生与应急救援),1998,16(1):12 [3] Xie Xianghong (谢相红),Xue Zhengfang (薛正芳),Cheng Shibing(成世柄) .Occup Health & Disease (职业卫生与病伤),1999,14(3) [4] Electronic equipment. [5] Breysse M, Claudel B, Faure L, Guenin M, Williams R J J, Wolkenstein T. J. Catal. ,1976, 45: 137~144 [6] Nakagawa M, Kawabata S, Nishiyama K. Sensors and Actuators B, 1996, 34(1~3): 334 ~ 338 [7] Zhou Kaowen(周考文), Zhou Yu(周宇), Sun Yue(孙月), Tian Xuejiao(田雪娇). acta chimica sinica.(化学学报), 2008,66: 943 ~ 946. [8] Zhou Kaowen(周考文), Zhao Yanxia(赵艳霞), Xu Zheng(徐 峥), Tong Yue(佟 岳). Chinese Journal of Analysis Laboratory(分析试验室), 2006, 25(1): 13 ~ 16 [9] Cao X A, Wu W F, Chen N, Peng Y, Liu Y H. Sensors and Actuators B, 2009, 137(1): 83 ~ 87 [10] Cao X A, Wu C Z, Wen Q, Wang Z H, Gao Q Q, Zhu H C. Talanta, 2009, 79(5): 1223 ~ 1227

同类课题研究水平概述

四氢呋喃(THF)是一类杂环有机化合物,为一种澄清、低粘度的液体。它是最强的极性醚类之一,有类似乙醚的气味,有毒,空气中最高容许浓度为200 mL/m3。 四氢呋喃气体能与空气形成爆炸性混合物,遇明火、高热极易引起燃烧爆炸,与氧化剂能发生强化反应,接触空气或在光照条件下可生成具有潜在性的过氧化物。此外,因其蒸汽比空气重,可扩散至很远,遇火源会引起回燃。若遇高热,容器内压增大,有开裂和爆炸的危险。此气体对皮肤、眼睛、鼻和咽喉粘膜等有刺激性,如动物高浓度吸入或长期接触四氢呋喃蒸汽后可引起上呼吸道刺激、恶心、头晕、头痛和中枢神经系统抑制等症状,严重的可出现肝脂肪浸润及细胞溶解。经口染毒,可引起胃出血和溃疡。因此检测空气中的四氢呋喃非常有必要! 目前,测定空气中的四氢呋喃有气相色谱法。气相色谱法具有很高的选择性及灵敏度,但仪器体积较大,即使是便携式的气相色谱检测仪也不能进行即时和连续监测。相比之下,气体传感器具有体积小,操作方便和响应快速等优点,可实现实时,在线监测,在检测有害物质方面具有独特之处。而目前极少有监测四氢呋喃传感器的报道。市面上的手持式四氢呋喃传感器,是利用电化学和催化燃烧的原理,这种传感器的选择性较差。因此,发展简单、稳定、便携式四氢呋喃气体传感器,灵敏有效地监测空气中易挥发的四氢呋喃是具有重大意义的。 1976年,Breysse在ThO2表面CO的催化氧化过程中首先观察到了催化发光(CTL)现象。日本学者Nakagawa等报道了一些醇、酮类的有机化合物在具有催化活性的固体材料γ- Al2O3表面产生氧化反应时产生强烈化学发光现象,将其命名为催化发光,并据此设计了乙醇、丙酮等化学发光传感器。但由于材料的限制,并未得到广泛的应用。张新荣等发现纳米材料可以显著增加气固表面的催化发光现象,将纳米材料引入到催化发光的研究,为催化发光传感器的研制提供新的发展空间。近年来,张新荣、周考文、曹小安等学者报道了甲醛、乙醛、丙酮、苯系物等一系列气体传感器以及可以识别三甲胺、硫化氢和乙醇等气体的阵列传感器。 据我们所知,这是首次设计的检测四氢呋喃的催化发光传感器。
建议反馈 返回顶部