基于催化发光方法快速检测丙酮的纳米材料制备及其敏感特性研究
发布时间：2021-09-25 17:57
丙酮作为常见挥发性有机物之一,具有高挥发性、易燃、易爆等特点,在工业或实验室中广泛被用作有机溶剂。另一方面,丙酮也是一型和二型糖尿病呼吸生物标志物,在生物医药领域被做为衡量人体健康指标之一。目前用于检测丙酮方法多依赖于大型仪器,如气相色谱法,在进行检测时需要进行预实验,存在操作繁琐,检测时间长,价格昂贵等不足。气敏传感器能够实现小型化,但其稳定性、抗干扰性有待提高,工作一段时间后,待测物气体可能会与传感器上的敏感材料产生化学反应,从而附着于传感器表面,使其检测性能变差。因此,需要探索新的检测方法来实现对丙酮气体的快速、高灵敏检测。近年来,纳米材料催化发光方法由于具有灵敏度高、检测速度快、稳定性好及装置体积小等特点,在挥发性有机物（VOCs）检测领域引起科研工作者越来越多的关注,高效稳定的催化发光传感器成为当今研究热点。本文以常见金属盐为原料,通过简单的制备工艺合成了单一金属氧化物和复合金属氧化物纳米敏感材料,设计了3种基于催化发光方法的检测丙酮传感器,并系统研究其催化发光性能,具体研究内容包括:（1）以共沉淀法合成制备针簇状羟基氧化铁纳米材料,研究发现在一定条件下对丙酮气体有良好的催化...
【文章来源】：安徽建筑大学安徽省
【文章页数】：76 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
XRD仪器图
安徽建筑大学硕士学位论文第二章实验材料与方法172.3.2扫描电子显微镜(SEM)扫描电镜（ScanningElectronMicroscopy,SEM）是一种已被广泛应用的材料微观形貌观察分析仪器，集成了电子光学技术、真空技术、精细机械结构以及现代计算机控制技术，通过电子系统的作用来放大所观察到的物体并且显示微观结构，是当今十分重要的科学研究仪器之一[54][55]。通过扫描电镜（ZeissAurigaFIB-SEM,10kV）观察纳米催化材料的微观形貌，通过其形貌特点能较为直接分析比较出纳米材料的微观形貌。在进行SEM样品表征前，都将待测材料研磨至均匀无颗粒的粉末状，取少量样品置入1mL离心管中并加入无水乙醇，之后使用超声波清洗仪使溶液充分振荡混合后，用移液枪将少量悬浊液均匀涂于含硅片的样品台上，待乙醇完全挥发后，待测样品粉末便均匀散布于硅片上。图2-2扫描电镜仪器图Fig.2-2ThechartofSEMinstrument
安徽建筑大学硕士学位论文第二章实验材料与方法182.4纳米材料催化发光反应简介2.4.1催化发光反应装置简介整个催化发光实验系统装置可由三个部分组成：（1）反应室：由陶瓷加热棒和石英管（含有进口和出口）组成，待测气体在载气的带动下从进口流入石英管内，并与所研究制备出的传感器上纳米材料充分接触反应，其中在陶瓷加热棒末端的电阻丝与接触式调压器相连，以此来传导反应所需温度；（2）温度控制系统和气体流速控制系统：该两种系统分别由接触式调压器和微型真空泵，此两种仪器设备分别为反应室提供恒定高温和稳定载气流速；（3）光电信号转换器与数据处理系统：BPCL仪器可用于检测、收集和处理光电信号，将微弱光信号转换成电信号，并最终将电信号传输至电脑，通过软件进行分析保存。2.4.2催化发光反应流程整个催化发光反应实验操作可见图2-4，具体可分为5个阶段进行：（1）反应所需敏感材料的制备；（2）基于制备出的纳米敏感材料探索研究出新型传感器并放置反应室中；（3）通过接触式调压器提高反应室内的温度；（4）通过微型真空泵向反应室提供一定的载气流速；（5）开启BPCL仪器和电脑，待各反应条件达到设定初始值时并保持平稳时，便可进行检测实验。图2-3催化发光反应系统构成图Fig.2-3ThecompositiondiagramofCTLsystem
【参考文献】：
期刊论文
[1]气溶胶辅助法合成球形氧化镁及其吸附性能研究[J]. 柴政泽,叶俊伟,田其哲,史磊,宁桂玲. 无机盐工业. 2020(01)
[2]片状氢氧化镁热解制备微纳结构氧化镁[J]. 苟生莲,乃学瑛,肖剑飞,刘鑫,叶俊伟,李武. 功能材料. 2019(12)
[3]基于羟基氧化铁/石墨烯复合材料构建生物传感器用于ATP的检测[J]. 周倩,顾勇军,於霞,卢明华. 化学研究. 2019(05)
[4]不同形貌纳米氧化铁的制备及性能研究[J]. 王冬华,付新. 无机盐工业. 2019(09)
[5]高比表面积介孔α-FeOOH的制备及其Sb（Ⅴ）吸附性能[J]. 郭阳,李士凤,姚淑华,石中亮,臧淑艳. 化工环保. 2019(05)
[6]α-FeOOH/Ag2O复合光催化剂的制备与研究[J]. 段帅,蒋阮经,陈怡,张英,黄向阳. 环境科学与技术. 2019(07)
[7]X射线衍射原理及掺杂石墨烯的物相分析[J]. 赵瑶,方国川,魏珍,吴婷婷,田野. 河北北方学院学报(自然科学版). 2018(11)
[8]硫化氢气体传感器的研究进展[J]. 吴丽倩,宋红杰,吕弋. 分析测试学报. 2018(10)
[9]催化发光快速检测啤酒中的苯乙醛[J]. 王苑,吴韵,王兴益,付予锦,张小兰,张丽娟,郭士力,张仟春. 分析试验室. 2018(09)
[10]扫描电子显微镜的工作原理及应用[J]. 凌妍,钟娇丽,唐晓山,李栋宇. 山东化工. 2018(09)
博士论文
[1]氧化镁基光催化材料的制备及对有机染料降解性能研究[D]. 郑亚君.陕西科技大学 2019
硕士论文
[1]铁镁氧化物负载胡敏酸对砷镉的吸附及对其在水稻中含量的影响[D]. 陶梦铭.浙江大学 2019
[2]稀土配合物催化发光气体传感器的研究[D]. 宋馥馨.延安大学 2017
本文编号：3410186
【文章来源】：安徽建筑大学安徽省
【文章页数】：76 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
XRD仪器图
安徽建筑大学硕士学位论文第二章实验材料与方法172.3.2扫描电子显微镜(SEM)扫描电镜（ScanningElectronMicroscopy,SEM）是一种已被广泛应用的材料微观形貌观察分析仪器，集成了电子光学技术、真空技术、精细机械结构以及现代计算机控制技术，通过电子系统的作用来放大所观察到的物体并且显示微观结构，是当今十分重要的科学研究仪器之一[54][55]。通过扫描电镜（ZeissAurigaFIB-SEM,10kV）观察纳米催化材料的微观形貌，通过其形貌特点能较为直接分析比较出纳米材料的微观形貌。在进行SEM样品表征前，都将待测材料研磨至均匀无颗粒的粉末状，取少量样品置入1mL离心管中并加入无水乙醇，之后使用超声波清洗仪使溶液充分振荡混合后，用移液枪将少量悬浊液均匀涂于含硅片的样品台上，待乙醇完全挥发后，待测样品粉末便均匀散布于硅片上。图2-2扫描电镜仪器图Fig.2-2ThechartofSEMinstrument
安徽建筑大学硕士学位论文第二章实验材料与方法182.4纳米材料催化发光反应简介2.4.1催化发光反应装置简介整个催化发光实验系统装置可由三个部分组成：（1）反应室：由陶瓷加热棒和石英管（含有进口和出口）组成，待测气体在载气的带动下从进口流入石英管内，并与所研究制备出的传感器上纳米材料充分接触反应，其中在陶瓷加热棒末端的电阻丝与接触式调压器相连，以此来传导反应所需温度；（2）温度控制系统和气体流速控制系统：该两种系统分别由接触式调压器和微型真空泵，此两种仪器设备分别为反应室提供恒定高温和稳定载气流速；（3）光电信号转换器与数据处理系统：BPCL仪器可用于检测、收集和处理光电信号，将微弱光信号转换成电信号，并最终将电信号传输至电脑，通过软件进行分析保存。2.4.2催化发光反应流程整个催化发光反应实验操作可见图2-4，具体可分为5个阶段进行：（1）反应所需敏感材料的制备；（2）基于制备出的纳米敏感材料探索研究出新型传感器并放置反应室中；（3）通过接触式调压器提高反应室内的温度；（4）通过微型真空泵向反应室提供一定的载气流速；（5）开启BPCL仪器和电脑，待各反应条件达到设定初始值时并保持平稳时，便可进行检测实验。图2-3催化发光反应系统构成图Fig.2-3ThecompositiondiagramofCTLsystem
【参考文献】：
期刊论文
[1]气溶胶辅助法合成球形氧化镁及其吸附性能研究[J]. 柴政泽,叶俊伟,田其哲,史磊,宁桂玲. 无机盐工业. 2020(01)
[2]片状氢氧化镁热解制备微纳结构氧化镁[J]. 苟生莲,乃学瑛,肖剑飞,刘鑫,叶俊伟,李武. 功能材料. 2019(12)
[3]基于羟基氧化铁/石墨烯复合材料构建生物传感器用于ATP的检测[J]. 周倩,顾勇军,於霞,卢明华. 化学研究. 2019(05)
[4]不同形貌纳米氧化铁的制备及性能研究[J]. 王冬华,付新. 无机盐工业. 2019(09)
[5]高比表面积介孔α-FeOOH的制备及其Sb（Ⅴ）吸附性能[J]. 郭阳,李士凤,姚淑华,石中亮,臧淑艳. 化工环保. 2019(05)
[6]α-FeOOH/Ag2O复合光催化剂的制备与研究[J]. 段帅,蒋阮经,陈怡,张英,黄向阳. 环境科学与技术. 2019(07)
[7]X射线衍射原理及掺杂石墨烯的物相分析[J]. 赵瑶,方国川,魏珍,吴婷婷,田野. 河北北方学院学报(自然科学版). 2018(11)
[8]硫化氢气体传感器的研究进展[J]. 吴丽倩,宋红杰,吕弋. 分析测试学报. 2018(10)
[9]催化发光快速检测啤酒中的苯乙醛[J]. 王苑,吴韵,王兴益,付予锦,张小兰,张丽娟,郭士力,张仟春. 分析试验室. 2018(09)
[10]扫描电子显微镜的工作原理及应用[J]. 凌妍,钟娇丽,唐晓山,李栋宇. 山东化工. 2018(09)
博士论文
[1]氧化镁基光催化材料的制备及对有机染料降解性能研究[D]. 郑亚君.陕西科技大学 2019
硕士论文
[1]铁镁氧化物负载胡敏酸对砷镉的吸附及对其在水稻中含量的影响[D]. 陶梦铭.浙江大学 2019
[2]稀土配合物催化发光气体传感器的研究[D]. 宋馥馨.延安大学 2017
本文编号：3410186
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