基本信息
- 項目名稱：
- 一種高選擇性的基于催化發(fā)光的四氫呋喃傳感器
- 小類：
- 能源化工
- 大類：
- 自然科學類學術論文
- 簡介：
- 本文設計了一種基于納米材料γ-Al2O3摻雜MgO的催化發(fā)光四氫呋喃傳感器。通過摻雜MgO使體系選擇性顯著提高，當γ-Al2O3/MgO摩爾比為1.5:1時，在最佳條件下，催化發(fā)光強度與四氫呋喃氣體濃度在1.0—3000mL/m3內(nèi)呈良好的線性關系，檢出限為0.67 mL/m3。
- 詳細介紹：
- 本文設計了一種基于納米材料γ-Al2O3摻雜MgO的催化發(fā)光四氫呋喃傳感器。此傳感器由反應器、程序升溫系統(tǒng)、單色器系統(tǒng)和光電檢測及數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)組成。通過摻雜MgO使體系選擇性顯著提高，當γ-Al2O3/MgO摩爾比為1.5:1時，在溫度279℃，波長460nm，載氣流速為360mL/min的最佳條件下，催化發(fā)光強度與四氫呋喃氣體濃度在1.0—3000mL/m3內(nèi)呈良好的線性關系，檢出限為0.67 mL/m3。當甲酸、乙酸、甲醛、甲醇、乙醇、苯、甲苯、乙酸乙酯、氨水、環(huán)己烷、三氯甲烷、乙二醇甲醚等通過此傳感器，沒有或只引起微弱干擾，應用此方法可方便、快速測定空氣中的四氫呋喃氣體。
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作品專業(yè)信息
撰寫目的和基本思路
- 四氫呋喃是最強的極性醚類之一，有類似乙醚的氣味，有毒，空氣中最高容許濃度為200 mL/m3。 1976年，Breysse首先觀察到了催化發(fā)光(CTL)現(xiàn)象。張新榮等發(fā)現(xiàn)納米材料并將納米材料引入到催化發(fā)光的研究，為催化發(fā)光傳感器的研制提供新的發(fā)展空間。
科學性、先進性及獨特之處
- 氣相色譜法能夠測定空氣中的四氫呋喃，具有很高的選擇性及靈敏度，但儀器體積較大，即使是便攜式的氣相色譜檢測儀也不能進行即時和連續(xù)監(jiān)測。相比之下，氣體傳感器具有體積小，操作方便和響應快速等優(yōu)點，可實現(xiàn)實時，在線監(jiān)測，在檢測有害物質(zhì)方面具有獨特之處。因此，發(fā)展簡單、穩(wěn)定、便攜式四氫呋喃氣體傳感器，靈敏有效地監(jiān)測空氣中易揮發(fā)的四氫呋喃是具有重大意義的。
應用價值和現(xiàn)實意義
- 四氫呋喃對皮膚和粘膜有刺激作用，高劑量時有肝臟毒性。 氣體傳感器具有體積小，操作方便和響應快速等優(yōu)點，可實現(xiàn)實時，在線監(jiān)測，在檢測有害物質(zhì)方面具有獨特之處。而目前極少有監(jiān)測四氫呋喃傳感器的報道。 因此，發(fā)展簡單、穩(wěn)定、便攜式四氫呋喃氣體傳感器，靈敏有效地監(jiān)測空氣中易揮發(fā)的四氫呋喃是具有重大意義的。
學術論文摘要
- 本文設計了一種基于納米材料γ-Al2O3摻雜MgO的催化發(fā)光四氫呋喃傳感器。此傳感器由反應器、程序升溫系統(tǒng)、單色器系統(tǒng)和光電檢測及數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)組成。通過摻雜MgO使體系選擇性顯著提高，當γ-Al2O3/MgO摩爾比為1.5:1時，在溫度279℃，波長460nm，載氣流速為360mL/min的最佳條件下，催化發(fā)光強度與四氫呋喃氣體濃度在1.0—3000mL/m3內(nèi)呈良好的線性關系，檢出限為0.67 mL/m3。當甲酸、乙酸、甲醛、甲醇、乙醇、苯、甲苯、乙酸乙酯、氨水、環(huán)己烷、三氯甲烷、乙二醇甲醚等通過此傳感器，沒有或只引起微弱干擾，應用此方法可方便、快速測定空氣中的四氫呋喃氣體。
獲獎情況
- 1、論文摘要已發(fā)表在“分析測試學報”第29卷135頁（核心期刊）； 2、論文已投“光譜學與光譜分析”（SCI收錄刊物）； 3、相關傳感器材料正在申請發(fā)明專利。
鑒定結果
- 論文已被“分析測試學報”（核心期刊）收錄
參考文獻
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同類課題研究水平概述
- 四氫呋喃（THF）是一類雜環(huán)有機化合物，為一種澄清、低粘度的液體。它是最強的極性醚類之一，有類似乙醚的氣味，有毒，空氣中最高容許濃度為200 mL/m3。 四氫呋喃氣體能與空氣形成爆炸性混合物，遇明火、高熱極易引起燃燒爆炸，與氧化劑能發(fā)生強化反應，接觸空氣或在光照條件下可生成具有潛在性的過氧化物。此外，因其蒸汽比空氣重，可擴散至很遠，遇火源會引起回燃。若遇高熱，容器內(nèi)壓增大，有開裂和爆炸的危險。此氣體對皮膚、眼睛、鼻和咽喉粘膜等有刺激性，如動物高濃度吸入或長期接觸四氫呋喃蒸汽后可引起上呼吸道刺激、惡心、頭暈、頭痛和中樞神經(jīng)系統(tǒng)抑制等癥狀，嚴重的可出現(xiàn)肝脂肪浸潤及細胞溶解。經(jīng)口染毒,可引起胃出血和潰瘍。因此檢測空氣中的四氫呋喃非常有必要！ 目前，測定空氣中的四氫呋喃有氣相色譜法。氣相色譜法具有很高的選擇性及靈敏度，但儀器體積較大，即使是便攜式的氣相色譜檢測儀也不能進行即時和連續(xù)監(jiān)測。相比之下，氣體傳感器具有體積小，操作方便和響應快速等優(yōu)點，可實現(xiàn)實時，在線監(jiān)測，在檢測有害物質(zhì)方面具有獨特之處。而目前極少有監(jiān)測四氫呋喃傳感器的報道。市面上的手持式四氫呋喃傳感器，是利用電化學和催化燃燒的原理，這種傳感器的選擇性較差。因此，發(fā)展簡單、穩(wěn)定、便攜式四氫呋喃氣體傳感器，靈敏有效地監(jiān)測空氣中易揮發(fā)的四氫呋喃是具有重大意義的。 1976年，Breysse在ThO2表面CO的催化氧化過程中首先觀察到了催化發(fā)光(CTL)現(xiàn)象。日本學者Nakagawa等報道了一些醇、酮類的有機化合物在具有催化活性的固體材料γ- Al2O3表面產(chǎn)生氧化反應時產(chǎn)生強烈化學發(fā)光現(xiàn)象，將其命名為催化發(fā)光，并據(jù)此設計了乙醇、丙酮等化學發(fā)光傳感器。但由于材料的限制，并未得到廣泛的應用。張新榮等發(fā)現(xiàn)納米材料可以顯著增加氣固表面的催化發(fā)光現(xiàn)象，將納米材料引入到催化發(fā)光的研究，為催化發(fā)光傳感器的研制提供新的發(fā)展空間。近年來，張新榮、周考文、曹小安等學者報道了甲醛、乙醛、丙酮、苯系物等一系列氣體傳感器以及可以識別三甲胺、硫化氫和乙醇等氣體的陣列傳感器。 據(jù)我們所知，這是首次設計的檢測四氫呋喃的催化發(fā)光傳感器。
