[发明专利]同时测定甲醛、苯和一氧化碳的敏感材料

说明书

本发明涉及一种同时测定甲醛、苯和一氧化碳的敏感材料，其特征是石墨烯负载的Pt原子掺杂的由BaO、Co₂O₃和MoO₃组成的复合粉体材料。其制备方法是：首先，由天然石墨制备氧化石墨烯，由钡盐和钼酸铵制备氧化钡和氧化钼，由钴盐和NH₄Cl制备三氧化二钴。然后，将氯铂酸加入葡萄糖水溶液中，在将氧化石墨烯、氧化钡和氧化钼加入其中，经升温、搅拌、过滤、洗涤、烘干，将得到的粉体与三氧化二钴混合并研磨，即得到石墨烯负载的Pt原子掺杂的由BaO、Co₂O₃和MoO₃组成的复合粉体材料。使用本发明所提供的敏感材料制作的气体传感器，可以在现场高灵敏测定空气中的微量甲醛、苯和一氧化碳而不受其它常见共存分子的干扰。

技术领域

本发明涉及一种同时测定甲醛、苯和一氧化碳的敏感材料，特别是石墨烯负载的Pt原子掺杂的由BaO、Co₂O₃和MoO₃组成的复合粉体材料，属于传感技术领域。

背景技术

甲醛是一种无色易挥发的化工原料，作为胶粘剂原料、消毒剂、防腐剂和整理剂被广泛应用于压缩板、涂料、油漆、化妆品和包装材料等产品中。人们对空气中各种浓度的甲醛有不同的反映，当甲醛浓度在空气中达到0.06～0.07mg/m³时，儿童就会发生轻微气喘，达到0.1mg/m³时就有异味和不适感，达到0.5mg/m³时可刺激眼睛引起流泪，达到0.6mg/m³可引起咽喉不适或疼痛，达到1mg/m³时会引起大量流泪，达到10mg/m³时则感觉呼吸困难，达到30mg/m³时能使人窒息。长期接触低剂量甲醛(0.1mg/m³以下)可以引起慢性呼吸道疾病、女性妊娠综合症、新生儿体质降低和染色体异常等病变。苯是一种带有芳香气味的化工原料，慢性苯中毒主要是对皮肤、眼睛和上呼吸道有刺激作用；经常接触苯，皮肤可因脱脂而变干燥脱屑，有的出现过敏性湿疹；长期吸入苯能导致再生障碍性贫血。一氧化碳为无色、无臭、无刺激性的气体，与空气混合爆炸极限为12.5％～74％。一氧化碳是大气中分布最广和数量最多的污染物，也是燃烧过程中生成的重要污染物之一。凡含碳的物质燃烧不完全时，都可产生CO气体。在工业生产中接触CO的作业有很多种，如冶金工业中炼焦、炼铁、锻冶、铸造和热处理的生产；化学工业中合成氨、丙酮、光气、甲醇的生产；矿井放炮、煤矿瓦斯爆炸事故；碳素石墨电极制造；内燃机试车；以及生产金属羰化物如羰基镍、羰基铁等过程，或生产使用含CO的可燃气体(如水煤气含CO达40％，高炉与发生炉煤气中含30％，煤气含5％～15％)，都可能接触CO。炸药或火药爆炸后的气体含CO约30％～60％。使用柴油、汽油的内燃机废气中也含CO约1％～8％。一氧化碳进入人体之后会和血液中的血红蛋白结合，由于CO与血红蛋白结合能力远强于氧气与血红蛋白的结合能力，进而使能与氧气结合的血红蛋白数量急剧减少，从而引起机体组织缺氧，导致人体窒息死亡。

甲醛、苯和一氧化碳的准确检测手段主要有：分光光度法、电化学法、气相色谱法、液相色谱法和化学发光法等，虽然这些方法灵敏度都比较高，但都需要预先富集和适当处理才能通过分析仪器完成测定，因此必须在实验室完成，无法现场实现。近年来，由于室内装修和各类现代化生活用品的使用使室内空气污染日趋严重。甲醛、苯和一氧化碳是室内空气的主要污染物。因此研究快速准确测定空气中微量甲醛、苯和一氧化碳的技术和方法具有很强的现实意义。