[发明专利]一种空气中甲醛和三甲胺的低温响应敏感材料有效

专利信息
申请号: 201911003911.9 申请日: 2019-10-22
公开(公告)号: CN110672591B 公开(公告)日: 2021-10-12
发明(设计)人: 周考文;张文娟;刘白宁;侯春娟 申请(专利权)人: 北京联合大学
主分类号: G01N21/76 分类号: G01N21/76;G01N31/10
代理公司: 暂无信息 代理人: 暂无信息
地址: 100023 北*** 国省代码: 北京;11
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摘要:
搜索关键词: 一种 空气 甲醛 三甲胺 低温 响应 敏感 材料
【说明书】:

本发明涉及一种空气中甲醛和三甲胺的低温响应敏感材料,其特征是石墨烯负载的Au原子掺杂的由CaO、Co2O3和CeO2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,由钙盐和铈盐制备氧化钙和氧化铈,由无镍氢氧化钴焙烧得到三氧化二钴;然后,将氯金酸加入水合肼水溶液中,再将氧化石墨烯、氧化钙和氧化铈加入其中,搅拌、过滤、烘干后,将得到的粉体与三氧化二钴混合研磨,得到石墨烯负载的Au原子掺杂的由CaO、Co2O3和CeO2组成的复合粉体材料。使用此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和三甲胺而不受其它常见共存分子的干扰。

技术领域

本发明涉及一种空气中甲醛和三甲胺的低温响应敏感材料,特别是石墨烯负载的Au原子掺杂的由CaO、Co2O3和CeO2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。

三甲胺属于气状污染物,常温下为无色有鱼油臭味的气体,是鱼类产品腥味的主要来源。三甲胺对人的眼、鼻、咽喉和呼吸道有较强烈刺激作用,长期接触危害较大。三甲胺的存在及其浓度是评估肉类和鱼类食品质量的重要指标,是表征某些代谢缺陷疾病的气味标识,是环境恶臭污染控制的主要对象,是某些工农业生产质量控制的关键参数。甲醛和三甲胺在许多场合可能同时出现,如食品储藏室、食品加工车间、肉蛋卖场和家庭厨房等。

甲醛和三甲胺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。随着人们生活水平的提高,人们更希望能随时了解生活环境的空气质量,因此研究快速准确测定空气中微量甲醛和三甲胺的技术和方法具有很强的现实意义。

发明人于2008年在《化学学报》上发表的题为“纳米复合氧化物催化发光法测定空气中的甲醛”的论文中使用改进的纳米级钼钒钛(原子比为2∶3∶5)复合氧化物作为敏感材料,可以在线检测0.07~34mg/m3的甲醛,检出限可达0.04mg/m3。发明专利ZL201210170269.5公开了一种三甲胺的纳米敏感材料,发明专利ZL201310480286.3公开了一种用于监测苯和三甲胺的催化发光敏感材料,发明专利ZL201410161389.8公开了一种用于同时监测甲醛和氨的复合氧化物敏感材料,发明专利ZL201410605596.8公开了一种空气中甲醛、苯和氨的催化发光敏感材料;但是,在这些检测方法中,敏感材料的使用温度都超过300℃,这样的温度产生的热辐射背景能形成较强的基线信号,这种强基线将会严重影响传感器的灵敏度。

发明内容

本发明的目的是克服以往技术的不足,提供一种在较低温度下对甲醛和三甲胺都有较高选择性和催化发光活性的响应敏感材料。用这种敏感材料制作的气体传感器背景信号很小,可以同时测定空气中的微量甲醛和三甲胺而不受常见共存分子的干扰。

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