[发明专利]一种苯、甲苯和乙苯的交叉敏感材料

说明书

技术领域

本发明涉及一种苯、甲苯和乙苯的交叉敏感材料，特别是石墨烯负载的由金原子掺杂的Bi₂O₃、MgO和Y₂O₃组成的交叉敏感材料，属于传感技术领域。

背景技术

苯是一种气味芳香的无色液体，易燃且毒性很高，在常温下极易挥发，已被世界卫生组织(WHO)确定为致癌物。由于苯的挥发性很强，因此使用苯或含苯材料或家具，可以使大量苯蒸气散入环境中，通过呼吸被吸入体内。由于苯具有脂溶性的特点，可以通过完好无损的皮肤进入人体。浓度很高的苯蒸气具有麻醉作用，短时间内可使人昏迷、发生急性苯中毒，甚至可导致生命危险。长期吸入一定高浓度的苯蒸气，可损害造血系统和神经系统而发生慢性苯中毒。由于初期症状不明显，往往容易被忽视，继而症状逐渐加重，以产生严重后果。慢性苯中毒患者主要表现为头痛、头晕、疲倦、睡眠不好、食欲不振，白血球(白细胞)减少，若病情进一步加重皮肤可有出血现象，严重者可发生再生障碍性贫血或白血病。一般认为苯毒性的产生是通过代谢产物所致，也就是说苯须先通过代谢才能对生命体产生危害。苯可以在肝脏和骨髓中进行代谢，而骨髓是红细胞、白细胞和血小板的形成部位，故苯进入体内可在造血组织本身形成具有血液毒性的代谢产物。长期接触苯可引起骨髓与遗传损害，血象检查可发现白细胞、血小板减少，全血细胞减少与再生障碍性贫血，甚至发生白血病。曾经有人对低浓度苯接触工人健康状况进行调查，结果表明：外周血白细胞数虽在正常值范围之内，但非常显著低于对照组；经常性苯接触工人淋巴细胞微核率分布高于非苯接触组，且制苯车间观察人群的淋巴细胞微核率与对照组比较差异有显著性；随作业环境苯浓度的增高，白细胞数有降低趋势，淋巴细胞微核率有增加的趋势。这些均证明低浓度苯对作业人群的健康有损害，尤其要注意对人体遗传物质的损伤作用。

甲苯是一种无色、无腐蚀性、带甜味、且有芳香气味的液体。不溶于水，溶于乙醇、乙醚和丙酮等。工业上接触甲苯的机会有：煤焦油分馏或石油裂解，在油漆、涂料、橡胶、皮革、印刷等行业中作为溶剂或稀释剂，以及用于制造炸药、农药、苯甲酸、染料、合成树脂及涤纶等，此外亦可作为航空汽油中的参加成分。甲苯毒性小于苯，但刺激症状比苯严重，吸入可出现咽喉刺痛感、发痒和灼烧感；刺激眼粘膜，可引起流泪、发红、充血；溅在皮肤上局部可出现发红、刺痛及泡疹等。甲苯引起的急性中毒主要表现为中枢神经系统的麻醉作用和植物神经功能紊乱症状，以及粘膜刺激症状，重者甚至抽搐、神志不清，有的可出现癔病样症状。慢性中毒常出现神经衰弱综合征，亦可致脑病及肝肾损害。女工可有月经异常。对血液系统的作用不明显。重度甲苯中毒后，或呈兴奋状：躁动不安，哭笑无常；或呈压抑状：嗜睡，木僵等，严重的会出现虚脱、昏迷。甲苯微溶于水，当倾倒入水中时，可漂浮在水面，或呈油状分布在水面，会引起鱼类及其它水生生物的死亡。受污染水体散发出苯系物特有刺鼻气味。甲苯为一级易燃物，其蒸气与空气的混合物具爆炸性。发生爆炸起火时，冒出黑烟，火焰沿地面扩散。进入现场，眼睛、咽喉会感到刺痛、流泪、发痒，并可闻到特殊的芳香气味。

乙苯存在于煤焦油和某些柴油中。易燃，其蒸气与空气可形成爆炸性混合物。遇明火、高热或与氧化剂接触，有引起燃烧爆炸的危险。乙苯对皮肤、粘膜有较强刺激性，高浓度有麻醉作用。轻度中毒有头晕、头痛、恶心、呕吐、步态蹒跚、轻度意识障碍及眼和上呼吸道刺激症状。重者发生昏迷、抽搐、血压下降及呼吸循环衰竭。可有肝损害。直接吸入本品液体可致化学性肺炎和肺水肿。乙苯主要通过工业废水和废气进入环境，在地表水体中的乙苯主要迁移过程是挥发和在空气中的光解。由于乙苯在水溶液中挥发趋势大，废水中的乙苯很快挥发至大气中。大量乙苯泄漏进入水中时，由于比水轻，漂浮在水面，可造成鱼类和水生生物死亡，被污染水体散发出异味。

可见，在我们的生活和工作环境中有可能接触到苯、甲苯和乙苯，因此研究快速准确测定空气中苯、甲苯和乙苯的方法具有一定的现实意义。文献中主要用色谱法和光度法测定苯、甲苯和乙苯，应用时需要预先富集和制样处理，因此耗时长不易现场实现。

发明内容

本发明的目的是克服以往技术的不足，提供一种对苯、甲苯和乙苯都有较高选择性的交叉敏感材料。用这种敏感材料制作的监测苯、甲苯和乙苯的气体传感器，可以在现场快速、准确测定空气中的微量苯、甲苯和乙苯而不受常见共存物的干扰。