[发明专利]检测过氧化氢的装置和方法

说明书

本发明涉及检测特别是在含过氧化氢的气体中的过氧化氢的装置(Anordnung)和方法。

现有技术

过氧化氢在许多应用领域中广泛使用。例如，其在工业应用中或者也在医学领域中被用作氧化剂、漂白剂或者用于消毒和杀菌。此外，过氧化氢应用于农业或者其它生物应用，例如用于氧富集(Anreicherung)。

已知不同的传感器或者方法来检测过氧化氢。特别是使用光学传感器，其基于一种物质通过过氧化氢的作用而发生的光学特性的变化。

例如在Otto S. Wolfbeis的文章Reversible Optical Sensor Membrane for Hydrogen Peroxide Using an Immobilized Fluorescent Probe，and its Application to a Glucose Biosensor，Microchim. Acta 143，221-227 （2003）中已知，将铕-四环素配合物嵌入聚丙烯腈-共-聚丙烯酰胺-聚合物基体中和观察在含过氧化氢的溶液中的荧光行为从而检测过氧化氢。另一篇已知的文章Aleksandra Lobnik的Sol-gel based optical sensor for continuous determination of dissolved hydrogen peroxide，Sensors and Actuators B 74 （2001），194-199在于使用了指示剂麦尔多拉（Meldola）蓝。将其加入到溶胶-凝胶层并与含过氧化氢的水溶液接触。通过过氧化氢的作用而使指示剂的光学特性发生变化，这可以通过光谱学方法进行分析。

另一已知证明过氧化氢的方法基于过氧化氢与钛（Ti（IV））配合物的反应。例如在Yuichi Komazaki，Automated measurement System for H₂0₂ in the atmosphere by diffusion scrubber sampling and HPLC analysis of Ti（IV）-PAR-H₂0₂ complex，Analyst，2001 ，126，587-593中已知，位于环境空气中的过氧化氢可以洗入到液体溶液中并且在此可以借助Ti（IV）-PAR-配合物通过光谱学方法而证明。

发明内容

本发明的主题是检测过氧化氢的装置，包含一个样品室用来接收含过氧化氢的气体，其中该样品室与过氧化氢选择性的比色指示剂流动性地相连，其还包含至少一个照射源用来照射指示剂和至少一个检测器用来检测所述比色指示剂的至少一个光学特性。

在本发明的范围，过氧化氢选择性的比色指示剂尤其是指一种物质，该物质适用于基于光学特性来检测过氧化氢。其中，它可以是唯一检测过氧化氢，即对这种物质唯一选择性的，或者除了过氧化氢还检测其它物质，即对这些物质是选择性的。但是，有利的是该指示剂对在含过氧化氢的气体中含有的其它物质没有选择性，从而不会干扰定性和定量地检测过氧化氢。其中，根据本发明所述指示剂还用于比色指示，即基于至少一种光学特性的变化的指示。至少一种光学特性特别是指比色指示剂的吸收行为或者放射行为。这意味着例如，所述指示剂吸收一定波长的辐射，其中该波长特别是取决于与过氧化氢形成的配合物。不同的吸收行为例如可以然后通过检测器借助吸收光谱测量。但是，根据本发明也可以考虑其它可以研究特定的和依赖于过氧化氢的吸收行为的可能性，例如研究透射行为或者荧光行为。

在本发明的范围，与样品室流动性相连的指示剂还特别是指，将该指示剂设置在样品室本身或者设置在单独的与样品室流动性相连的室中。其中，可以将该指示剂例如设置在每个室的中间或者所述室的壁上。此外，有利的是，这样设置所述指示剂从而将含过氧化氢的气体沿着其上而流过。

根据本发明，提供一种用于过氧化氢的光学传感器，用该传感器可以直接在气相中测量过氧化氢。因此，根据本发明不必将待检测的过氧化氢例如通过冷凝过程、洗气过程（Gaswaschvorg?nge）或者其它过程从气相转化到液相，并且测量例如水溶液的液相。此外，可以直接将气相用作测量媒介，并且直接将气相转移到例如样品室的装置中。由此可以以极低的成本用本发明的装置进行过氧化氢的检测。

其中，本发明的装置可以以极低的成本制成，因为其基本上仅仅由一个照射源、一个含有指示剂的样品室和一个检测器构成。因此，本发明装置的制备和操作以及维护不会产生不相称的高费用。