研究报告

    一种基于碳酸锶纳米材料的催化发光乙醛气体传感器研究

    曹小安1 ,2 张振宇1 张新荣

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    1 (清华大学化学系, 北京100084) 2 (广州大学生物与化学工程学院, 广州510405 )

    摘 要 研制了一种使用碳酸锶纳米材料作为敏感材料,用来检测空气中痕量乙醛气体的催化发光传感器。

    该传感器在342 ℃对乙醛有高灵敏度和选择性,在波长425 nm 处进行定量分析,催化发光强度与乙醛浓度的

    线性范围为6～6000 mL/ m3 ( r = 0. 9995 , n = 8) ;检出限为2 mL/ m3 (信噪比= 3) 。外来物质如环己烷、四氯化

    碳、氨、苯、氯仿、甲苯、甲醇、乙醇及甲醛气体通过传感器时, 除了乙醇和甲醛分别引起42. 5 %和12. 5 %的干

    扰外,其它气体不干扰测定。20000 mL/ m3 的水蒸气不干扰200 mL/ m3 乙醛气体的测定。连续100 h 通过乙醛

    气体测试了传感器的稳定性。对含有乙醛、甲醛和苯的人工合成样品进行了分析。

    关键词 催化发光,乙醛,气体传感器,碳酸锶纳米材料

    2003212226 收稿;2004206221 接受

    本文系国家自然科学基金(No. 20075014) 资助项目

    1 引 言

    催化发光现象最初是在1976 年由Breysse 等1 在氧化钍表面催化氧化CO 时观察到。催化发光传

    感器发展于20 世纪90 年代,Nakagawa 等2 ～5 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γ2Al2O3 表面发生氧化反应产生化学发光的现象而设计了检测气味的几种催化发光传感器,由于

    受到材料的影响,并未得到广泛的应用。最近,纳米科学的发展给传感器的研制提供了新的机遇6 。实

    验发现纳米级催化材料具有很强的催化活性,研制出基于TiO2 、SrCO3 和ZrO2 纳米材料的乙醇等催化发

    光传感器7 ～9 ,从而拓宽了用于气体识别和检测的催化发光材料的选择范围。

    近年来,空气中有害气体的识别和检测越来越受到人们的重视10 ,其中乙醛气体已被美国环境保

    护局列为33 种空气污染物之一,并怀疑它是一种致癌物11 。乙醛气体主要来源于木材的不完全燃烧、造纸工业、内燃机和汽车尾气。

    目前测定低浓度乙醛气体的方法,例如气相色谱法12 ,13 、高效液相色谱法14 、分光光度法15 ,16 ,很 ......