检测易爆气体的催化发光传感器研究
催化发光,易爆气体,气体传感器,碳酸锶纳米材料,,催化发光,易爆气体,气体传感器,碳酸锶纳米材料,1引言,2实验部分,3结果与讨论,References
摘要 报道了一种用于定量分析易爆气体混合物丙烷和异丁烷的基于碳酸锶纳米材料的催化发光传感器。基于该传感器在不同温度下对两种气体的灵敏度不同,在320℃和342℃两个工作温度下,两种气体的浓度范围均为1000 mL/m3~10000 mL/m3时,分别建立了混合组分浓度相对催化发光强度的两个线性回归方程。在342℃时,丙烷和异丁烷的检出限(3σ)分别为50 mL/m3和20 mL/m3。可通过解上述两个联立方程式求得未知混合物中两组分的浓度。外来物质甲烷、乙烷、CO、氨气通过传感器时,甲烷和乙烷分别引起56%和172%的干扰,其它气体不干扰测定。20000 mL/m3的水蒸气不干扰2000 mL/m3丙烷和异丁烷气体的测定。用该法分析了人工合成样品中两种气体的浓度。关键词 催化发光, 易爆气体, 气体传感器, 碳酸锶纳米材料
1 引言
轻烃的快速检测在油田天然气的采集、家庭燃气泄漏的检测以及煤矿瓦斯爆炸的报警方面都具有重要的意义。而目前检测轻烃的传感器仍存在不少问题，如应用最普遍的金属氧化物半导体传感器，存在选择性差、湿度影响大和信号飘移等问题[1,2]。为克服这类传感器选择性差的问题,已设计出一些阵列传感器[3~5],如一种使用9个由SnO2为基底，掺杂不同的贵金属或金属氧化物的半导体器件组成的阵列传感器，能够同时识别和定量检测甲烷、丙烷和丁烷气体[3]。
催化化学发光传感器发展于90年代初，由Nakagawa等[6~8]报道了一些有机化合物在具有催化活性的γAl2O3表面发生氧化反应而产生强烈的化学发光现象(简称催化发光,CTL)，据此设计了乙醇等几种催化发光传感器。这类传感器的突出优点是湿度影响小、选择性高、稳定性好以及寿命长。但是由于受材料种类和催化活性的限制，该类传感器没有得到广泛的应用。近年来纳米材料的发展和应用，给这类传感器带来了新的生命力。Zhu等[9]发现，当一些有机分子通过具有催化活性的纳米粒子表面时,能够产生强烈的化学发光信号，从而扩大了可选择的催化发光材料范围，显著增加了可检测的物质, 并据此设计出了一些性能优异的传感器[ 10~14]。
实验表明,用SrCO3等纳米材料催化发光方法可以灵敏地检测丙烷、丁烷等气体。但是当多组分共存时选择性欠佳 ......
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