基于铋系催化剂的催化发光气体传感器研究

发布时间：2017-06-30 16:04

  本文关键词：基于铋系催化剂的催化发光气体传感器研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：由于催化发光气体传感器无需光源、材料无损耗、低成本、灵敏度高、分析速度快、易于小型化、操作方便等突出特性,在环境监测、公共安全、人类健康等领域具有极其重要的作用。但是,选择性差、工作温度偏高等缺点依旧制约着目前商品化的半导体气体传感器在实际中的应用。论文通过对不同组成、形貌的铋系半导体下料进行筛选,设计了四种基于铋系材料的催化发光气体传感器,为气体传感器的发展应用奠定了新方向。具体内容如下:1.提出了在较低温度作用下,一种基于钒酸铋检测气态丙醛的传感器,探究了可能的发光机理。在检测波长620 nm,反应温度202℃,载气流速为380 m L/min条件下,丙醛浓度(70-1660 mg/m3)和发光强度呈良好线性(R=0.9965),检出限为19mg/m3。考察了14种常见挥发性有机物的响应情况,并连续90 h通过丙醛气体,结果证明该传感器选择性好、寿命长、性能稳定。以传感器对人工合成样品的响应,回收率为97.5%~103.0%。2.依据纳米材料展现出催化活性、吸附性能,构建了测定四氯化碳的催化发光气体传感器。选取具有无毒、环保性和催化活性的硫化铋纳米花作为敏感材料,考察了流速、波长、温度对催化响应的影响。研究表明,传感器对0.9-165.0 mg/L范围的四氯化碳响应线性良好,检出限0.3 mg/L,同时其灵敏度、选择性好、工作温度低(只需186℃)。3.提出了钨酸铋微粉催化发光法检测环戊酮的气体传感器。最佳实验条件下,丙酮、环己烷、甲醛、甲醇、乙醇、乙酸乙酯、乙腈、丙醛、甲苯、苯的10种干扰气体在该体系中除丙酮、乙醇、丙醛产生微弱响应,其它均无发光现象,说明该体系选择性好。同时,选择环戊酮相关工业中甲醇、乙醇、乙腈这3种常见的有机溶剂,探究了该体系的可行性,结果显示回收率为97.4-99.2%。为工业中环戊酮监测提供了新方法。4.根据之前工作,以简单的水热法制备了钨酸铋纳米花,环戊酮在钨酸铋纳米花上几乎没有响应,但是乙醇在此材料上响应强烈,设计了基于钨酸铋纳米花为敏感材料的乙醇气体传感器。最优条件下,乙醇响应在0.7-126.5 mg/m3范围内线性良好,检出限为0.2 mg/m3。该传感器灵敏度高、选择性好、耐用性强,有助于工业、生活、医疗领域中对乙醇的监测。
【关键词】：催化发光 铋系催化剂 挥发性有机物 气体传感器
【学位授予单位】：延安大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：O643.36;TP212
【目录】：

• 摘要4-6
• Abstract6-10
• 第一章 绪论10-19
• 1.1 研究背景10
• 1.2 催化发光传感器10-18
• 1.3 论文研究对象和研究内容18-19
• 第二章 基于BiV_O4材料的丙醛气体传感器19-28
• 2.1 引言19-20
• 2.2 实验部分20-22
• 2.3 结果与讨论22-28
• 第三章 基于Bi_2S_3纳米花的四氯化碳气体传感器28-34
• 3.1 引言28
• 3.2 实验部分28
• 3.3 结果与讨论28-34
• 第四章 基于Bi_2WO_6材料的环戊酮气体传感器34-39
• 4.1 引言34
• 4.2 实验部分34
• 4.3 结果与讨论34-39
• 第五章 基于Bi_2WO_6纳米花的乙醇气体传感器39-44
• 5.1 引言39
• 5.2 实验部分39-41
• 5.3 结果与讨论41-44
• 结论与展望44-46
• 参考文献46-58
• 致谢58-59
• 攻读硕士学位期间参与科研项目与论文完成情况59

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本文编号：502509