【摘要】：揮發(fā)性有機物(VOCs)種類多樣且無處不在,丙酮、正丙醇、環(huán)氧氯丙烷、丙烯腈是生活環(huán)境與工業(yè)環(huán)境中常見的四種有毒VOCs氣體,嚴重危害著自然環(huán)境與人體健康,實現(xiàn)對這些VOCs氣體的高靈敏度檢測是近年來環(huán)境分析領域的熱點之一。催化發(fā)光法作為化學發(fā)光分析的重要檢測方法,具有靈敏度高、操作簡單、可實時監(jiān)測等特點,其中所涉及的催化材料為催化發(fā)光傳感器的核心組成部分。堿土金屬氧化物作為一類重要的催化材料,具有低成本、催化性強、綠色環(huán)保等優(yōu)點。本文研究發(fā)現(xiàn),一些典型的VOCs氣體如丙酮、正丙醇、環(huán)氧氯丙烷、丙烯腈等,可以在堿土金屬氧化物表面產(chǎn)生強烈的化學發(fā)光現(xiàn)象,經(jīng)過系統(tǒng)的優(yōu)化實驗,設計了四種VOCs催化發(fā)光氣體傳感器,建立了檢測這些VOCs的新方法。具體內(nèi)容包括:1、研究發(fā)現(xiàn),一定條件下丙酮氣體可以在氧化鈣材料的表面產(chǎn)生強烈的化學發(fā)光現(xiàn)象,基于此設計了一種檢測空氣中丙酮氣體的催化發(fā)光傳感器。該傳感器在波長535 nm,溫度266°C,空氣流速為400 mL/min的最佳實驗條件下,測得丙酮氣體濃度的線性范圍為7.6~1520 mg/m~3(R=0.9984),檢出限為1.52 mg/m~3(S/N=3)�？疾炝嗽谙嗤瑵舛认碌目赡芘c之共存的VOCs,如乙醇、苯、二甲苯、甲醇、丙烯腈、乙腈、甲醛、環(huán)己醇、乙二醇、二氯丁烷、異戊醇、正丁醇等的干擾情況,除丙烯腈(8.9%)、乙腈(4.2%)和甲醛(2.5%)外,其余9種揮發(fā)性有機物的干擾均小于1%,表明該傳感器具有很好的選擇性。連續(xù)48小時通過304 mg/m~3的丙酮氣體,發(fā)光強度的大小無明顯變化,說明此傳感器具有很好的使用壽命與穩(wěn)定性。2、研究發(fā)現(xiàn),正丙醇氣體在氧化鎂材料表面有強烈的發(fā)光現(xiàn)象,對正丙醇氣體進行了測定,在波長460 nm,溫度298°C,空氣流速540 ml/min的最佳實驗條件下,所得結果在40~640 mg/m~3的濃度范圍內(nèi)呈線性,檢出限是4.22 mg/m~3。并且為了測定氧化鎂材料對正丙醇氣體的選擇性,選擇了9種氣體進行干擾測試,其中二氯丁烷、正丁醇、乙醇分別對正丙醇的干擾率占3%、4%、8%,其他的氣體并無干擾,說明氧化鎂材料對正丙醇氣體具有很好的選擇性。在160 mg/m~3的正丙醇氣體持續(xù)使用40小時后,發(fā)光強度沒有明顯改變,說明傳感器也具有良好的使用壽命。3、研制了氧化鎂-納米二氧化硅復合材料,來檢測空氣中環(huán)氧氯丙烷氣體的催化發(fā)光傳感器。在波長為420 nm,溫度314°C,空氣流速為300 mL/m~3的實驗條件下,測得環(huán)氧氯丙烷的線性范圍為6~960 mg/m~3,檢出限為3 mg/m~3。考察了9種可能與環(huán)氧氯丙烷共存的VOCs對傳感器的干擾,除乙醇、二氯丙烷、乙醚的干擾率分別為6.4%、3.6%、2.3%,其余氣體均無干擾。4、研制了氧化鈣-氧化鎂復合材料,來檢測空氣中丙烯腈氣體的催化發(fā)光傳感器。在最佳實驗條件下,測得丙烯腈在15~750 mg/m~3的濃度范圍內(nèi)呈現(xiàn)良好的線性關系,檢出限為0.5 mg/m~3。研究了9種可能與丙烯腈共存的VOCs發(fā)光響應情況,甲醇、正丙醇、甲苯對丙烯腈的干擾率分別為14.3%、3.4%、1.9%,其余氣體沒有對丙烯腈形成干擾。
【學位授予單位】：延安大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：O657.3;X831

【相似文獻】

相關期刊論文 前10條

1 張達平,李勝華;抗污易潔搪瓷瓷釉的研制[J];玻璃與搪瓷;1988年03期

2 劉長林,鄭菁英;堿土金屬氧化物對錳系堿土催化劑性能的影響[J];北京工業(yè)大學學報;1985年01期

3 萬軍鵬;程金樹;陸平;;混合堿土金屬氧化物對硼硅酸鹽玻璃熱膨脹系數(shù)的影響[J];玻璃與搪瓷;2008年01期

4 王秀文;叢麗娜;程磊;柯春林;吳曉東;單鐵軍;吳連水;;堿土金屬氧化物復合代替氧化鉛研制無鉛釉上彩熔劑[J];唐山學院學報;2007年02期

5 王曉俊,歐陽文,傅敏恭;堿土金屬氧化物──SnO_2薄膜乙醇敏感元件的研究[J];傳感技術學報;2000年02期

6 張彬;王靜;湯何銳;吳孟鳴;謝俊;劉超;韓建軍;曹欣;曹志強;傅新勇;;堿土金屬氧化物對無堿硼鋁硅酸鹽玻璃性能的影響[J];材料科學與工程學報;2018年05期

7 謝根生;堿土金屬氧化物對高鋁瓷燒結性能的影響[J];現(xiàn)代技術陶瓷;2005年01期

8 趙青林,МурашоваГ.Е.;含堿土金屬氧化物和氧化鋅的Na_2O-Al_2O_3-SiO_2系統(tǒng)玻璃的堿性[J];國外建材科技;1996年04期

9 朱明高,王麗;堿土金屬氧化物熔點和硬度變化規(guī)律與電子結構的關系[J];寧波大學學報(理工版);2004年04期

10 楊向光，畢穎麗，甄開吉，王吉祥，吳越;堿金屬摻雜的堿土金屬氧化物對甲烷偶聯(lián)反應的影響[J];分子催化;1995年01期

相關會議論文 前4條

1 裘慧廣;沈強;王傳彬;張聯(lián)盟;;Li_2O-A12O3-SiO_2系低膨脹微晶玻璃的研究[A];第十三屆全國高技術陶瓷學術年會摘要集[C];2004年

2 白軍信;李宏杰;張志旭;衛(wèi)海民;蔣文軍;曲海霞;肖永強;;添加劑對氧化鋁陶瓷性能的影響[A];中國硅酸鹽學會陶瓷分會2014學術年會暨全國陶瓷新技術、新材料、新裝備論壇論文集[C];2014年

3 周虹;陳洪齡;;機械化學法降解甲基紅的研究[A];第三屆全國化學工程與生物化工年會論文摘要集（下）[C];2006年

4 毛智勇;王延澤;王鵬;仇坤;王達健;;稀土離子價態(tài)調(diào)控光功能材料[A];第十三屆固態(tài)化學與無機合成學術會議論文摘要集[C];2014年

相關碩士學位論文 前6條

1 張緒;基于堿土金屬氧化物催化發(fā)光的VOCs傳感器研究[D];延安大學;2019年

2 王東旭;堿土金屬氧化物對準東煤灰熔融特性的影響研究[D];華北電力大學(北京);2018年

3 潘播;堿土金屬氧化物準粒子能帶與光吸收譜的第一性原理研究[D];寧波大學;2015年

4 馬萌;堿土金屬氧化物摻雜CeO_2催化1，4-丁二醇選擇性脫水合成3-丁烯-1-醇[D];山西大學;2013年

5 劉新;陶瓷材料表面能及納米藥物熔化[D];吉林大學;2005年

6 王兆宇;堿土金屬助劑對Cu/SiO_2-Al_2O_3氣相催化合成3-甲基吲哚的影響[D];遼寧師范大學;2012年

本文編號：2804754