[发明专利]一种利用催化-气敏机理光电检测三硝基甲苯蒸气的方法

摘要

本发明涉及一种利用催化-气敏机理光电检测三硝基甲苯的方法，该方法涉及的装置是由陶瓷基底、电极、催化-气敏材料、电源、电流表和光源组成，利用电流式传感器中的催化-气敏材料的催化性能与气敏性能，使用波长范围在200-800 nm之间的光照射催化-气敏材料，激发催化-气敏材料的电子，使得催化-气敏材料能将TNT蒸气分子降解为小分子，通过电流式传感器电流信号的改变实现对三硝基甲苯分子的检测，检测限达到2 ppb。本发明所述的检测方法具有在室温下进行以及非接触式检测的优点，极大的增强了传感器的实用性。

主权项

一种利用催化‑气敏机理光电检测三硝基甲苯蒸气的方法，其特征在于该方法中涉及的装置是由陶瓷基底（1）、电极（2）、催化‑气敏材料（3）、电源（4）、电流表（5）和光源（6）组成，具体操作按下列步骤进行：催化‑气敏材料的制备：a、将原料硝酸镉、硫脲按摩尔比1:2.5加入溶剂乙二胺进行溶解，待原料溶解后，将溶液转至聚四氟乙烯水热釜中，于温度200℃反应48 h，冷却至室温,将产生的黄色沉淀过滤，用无水乙醇和去离子水洗涤，于温度60℃干燥6 h，得到干燥物；b、取干燥物加入无水乙醇中，超声分散20 min，再加入钛酸四丁酯27‑110μL，室温下搅拌40 min，转至聚四氟乙烯水热釜中，于温度180℃反应15 h，冷却至室温,将产生的黄色沉淀过滤，用无水乙醇和去离子水洗涤，于温度60℃干燥6 h，即得催化‑气敏材料（3）；可见光催化性能测试：c、将步骤b得到的催化‑气敏材料（3）均匀分散于10 mg/L的甲基橙溶液中，黑暗条件下搅拌45分钟达到吸附平衡，使用300 W的Xe灯作为光源（6），照射含有催化‑气敏材料（3）和甲基橙的混合液，每10分钟取样一次，测试其催化性能；电流式传感器的制作：d、在陶瓷基底（1）上固定电极（2），将步骤d得到的催化‑气敏材料（3）均匀涂覆在电极（2）上，将电极（2）与电源（4）和电流表（5）连通，构成电流式传感器；光电性能测试：e、将步骤d制作的传感器，使用光强为0‑100 W/m²、波长范围在200‑800 nm之间的光源（6）照射催化‑气敏材料（3），在4 V的偏压下进行光电流的测试，通过开、关光源（6）测试催化‑气敏材料（3）的光电转换性能；三硝基甲苯蒸气的催化‑气敏检测：f、室温下，将电流式传感器中陶瓷基底（1）插入浓度为5‑136 ppb的三硝基甲苯蒸气的装置中，使用光强为6 W/m²、波长468 nm的光源（6）照射陶瓷基底（1）中的催化‑气敏材料（3），三硝基甲苯蒸气造成的催化‑气敏材料（3）的电流信号的改变,再对电流信号按常规方法进行处理。