基于催化發(fā)光方法快速檢測丙酮的納米材料制備及其敏感特性研究
發(fā)布時(shí)間:2021-09-25 17:57
丙酮作為常見揮發(fā)性有機(jī)物之一,具有高揮發(fā)性、易燃、易爆等特點(diǎn),在工業(yè)或?qū)嶒?yàn)室中廣泛被用作有機(jī)溶劑。另一方面,丙酮也是一型和二型糖尿病呼吸生物標(biāo)志物,在生物醫(yī)藥領(lǐng)域被做為衡量人體健康指標(biāo)之一。目前用于檢測丙酮方法多依賴于大型儀器,如氣相色譜法,在進(jìn)行檢測時(shí)需要進(jìn)行預(yù)實(shí)驗(yàn),存在操作繁瑣,檢測時(shí)間長,價(jià)格昂貴等不足。氣敏傳感器能夠?qū)崿F(xiàn)小型化,但其穩(wěn)定性、抗干擾性有待提高,工作一段時(shí)間后,待測物氣體可能會與傳感器上的敏感材料產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng),從而附著于傳感器表面,使其檢測性能變差。因此,需要探索新的檢測方法來實(shí)現(xiàn)對丙酮?dú)怏w的快速、高靈敏檢測。近年來,納米材料催化發(fā)光方法由于具有靈敏度高、檢測速度快、穩(wěn)定性好及裝置體積小等特點(diǎn),在揮發(fā)性有機(jī)物(VOCs)檢測領(lǐng)域引起科研工作者越來越多的關(guān)注,高效穩(wěn)定的催化發(fā)光傳感器成為當(dāng)今研究熱點(diǎn)。本文以常見金屬鹽為原料,通過簡單的制備工藝合成了單一金屬氧化物和復(fù)合金屬氧化物納米敏感材料,設(shè)計(jì)了3種基于催化發(fā)光方法的檢測丙酮傳感器,并系統(tǒng)研究其催化發(fā)光性能,具體研究內(nèi)容包括:(1)以共沉淀法合成制備針簇狀羥基氧化鐵納米材料,研究發(fā)現(xiàn)在一定條件下對丙酮?dú)怏w有良好的催化...
【文章來源】:安徽建筑大學(xué)安徽省
【文章頁數(shù)】:76 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
XRD儀器圖
安徽建筑大學(xué)碩士學(xué)位論文第二章實(shí)驗(yàn)材料與方法172.3.2掃描電子顯微鏡(SEM)掃描電鏡(ScanningElectronMicroscopy,SEM)是一種已被廣泛應(yīng)用的材料微觀形貌觀察分析儀器,集成了電子光學(xué)技術(shù)、真空技術(shù)、精細(xì)機(jī)械結(jié)構(gòu)以及現(xiàn)代計(jì)算機(jī)控制技術(shù),通過電子系統(tǒng)的作用來放大所觀察到的物體并且顯示微觀結(jié)構(gòu),是當(dāng)今十分重要的科學(xué)研究儀器之一[54][55]。通過掃描電鏡(ZeissAurigaFIB-SEM,10kV)觀察納米催化材料的微觀形貌,通過其形貌特點(diǎn)能較為直接分析比較出納米材料的微觀形貌。在進(jìn)行SEM樣品表征前,都將待測材料研磨至均勻無顆粒的粉末狀,取少量樣品置入1mL離心管中并加入無水乙醇,之后使用超聲波清洗儀使溶液充分振蕩混合后,用移液槍將少量懸濁液均勻涂于含硅片的樣品臺上,待乙醇完全揮發(fā)后,待測樣品粉末便均勻散布于硅片上。圖2-2掃描電鏡儀器圖Fig.2-2ThechartofSEMinstrument
安徽建筑大學(xué)碩士學(xué)位論文第二章實(shí)驗(yàn)材料與方法182.4納米材料催化發(fā)光反應(yīng)簡介2.4.1催化發(fā)光反應(yīng)裝置簡介整個催化發(fā)光實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)裝置可由三個部分組成:(1)反應(yīng)室:由陶瓷加熱棒和石英管(含有進(jìn)口和出口)組成,待測氣體在載氣的帶動下從進(jìn)口流入石英管內(nèi),并與所研究制備出的傳感器上納米材料充分接觸反應(yīng),其中在陶瓷加熱棒末端的電阻絲與接觸式調(diào)壓器相連,以此來傳導(dǎo)反應(yīng)所需溫度;(2)溫度控制系統(tǒng)和氣體流速控制系統(tǒng):該兩種系統(tǒng)分別由接觸式調(diào)壓器和微型真空泵,此兩種儀器設(shè)備分別為反應(yīng)室提供恒定高溫和穩(wěn)定載氣流速;(3)光電信號轉(zhuǎn)換器與數(shù)據(jù)處理系統(tǒng):BPCL儀器可用于檢測、收集和處理光電信號,將微弱光信號轉(zhuǎn)換成電信號,并最終將電信號傳輸至電腦,通過軟件進(jìn)行分析保存。2.4.2催化發(fā)光反應(yīng)流程整個催化發(fā)光反應(yīng)實(shí)驗(yàn)操作可見圖2-4,具體可分為5個階段進(jìn)行:(1)反應(yīng)所需敏感材料的制備;(2)基于制備出的納米敏感材料探索研究出新型傳感器并放置反應(yīng)室中;(3)通過接觸式調(diào)壓器提高反應(yīng)室內(nèi)的溫度;(4)通過微型真空泵向反應(yīng)室提供一定的載氣流速;(5)開啟BPCL儀器和電腦,待各反應(yīng)條件達(dá)到設(shè)定初始值時(shí)并保持平穩(wěn)時(shí),便可進(jìn)行檢測實(shí)驗(yàn)。圖2-3催化發(fā)光反應(yīng)系統(tǒng)構(gòu)成圖Fig.2-3ThecompositiondiagramofCTLsystem
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]氣溶膠輔助法合成球形氧化鎂及其吸附性能研究[J]. 柴政澤,葉俊偉,田其哲,史磊,寧桂玲. 無機(jī)鹽工業(yè). 2020(01)
[2]片狀氫氧化鎂熱解制備微納結(jié)構(gòu)氧化鎂[J]. 茍生蓮,乃學(xué)瑛,肖劍飛,劉鑫,葉俊偉,李武. 功能材料. 2019(12)
[3]基于羥基氧化鐵/石墨烯復(fù)合材料構(gòu)建生物傳感器用于ATP的檢測[J]. 周倩,顧勇軍,於霞,盧明華. 化學(xué)研究. 2019(05)
[4]不同形貌納米氧化鐵的制備及性能研究[J]. 王冬華,付新. 無機(jī)鹽工業(yè). 2019(09)
[5]高比表面積介孔α-FeOOH的制備及其Sb(Ⅴ)吸附性能[J]. 郭陽,李士鳳,姚淑華,石中亮,臧淑艷. 化工環(huán)保. 2019(05)
[6]α-FeOOH/Ag2O復(fù)合光催化劑的制備與研究[J]. 段帥,蔣阮經(jīng),陳怡,張英,黃向陽. 環(huán)境科學(xué)與技術(shù). 2019(07)
[7]X射線衍射原理及摻雜石墨烯的物相分析[J]. 趙瑤,方國川,魏珍,吳婷婷,田野. 河北北方學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2018(11)
[8]硫化氫氣體傳感器的研究進(jìn)展[J]. 吳麗倩,宋紅杰,呂弋. 分析測試學(xué)報(bào). 2018(10)
[9]催化發(fā)光快速檢測啤酒中的苯乙醛[J]. 王苑,吳韻,王興益,付予錦,張小蘭,張麗娟,郭士力,張仟春. 分析試驗(yàn)室. 2018(09)
[10]掃描電子顯微鏡的工作原理及應(yīng)用[J]. 凌妍,鐘嬌麗,唐曉山,李棟宇. 山東化工. 2018(09)
博士論文
[1]氧化鎂基光催化材料的制備及對有機(jī)染料降解性能研究[D]. 鄭亞君.陜西科技大學(xué) 2019
碩士論文
[1]鐵鎂氧化物負(fù)載胡敏酸對砷鎘的吸附及對其在水稻中含量的影響[D]. 陶夢銘.浙江大學(xué) 2019
[2]稀土配合物催化發(fā)光氣體傳感器的研究[D]. 宋馥馨.延安大學(xué) 2017
本文編號:3410186
【文章來源】:安徽建筑大學(xué)安徽省
【文章頁數(shù)】:76 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
XRD儀器圖
安徽建筑大學(xué)碩士學(xué)位論文第二章實(shí)驗(yàn)材料與方法172.3.2掃描電子顯微鏡(SEM)掃描電鏡(ScanningElectronMicroscopy,SEM)是一種已被廣泛應(yīng)用的材料微觀形貌觀察分析儀器,集成了電子光學(xué)技術(shù)、真空技術(shù)、精細(xì)機(jī)械結(jié)構(gòu)以及現(xiàn)代計(jì)算機(jī)控制技術(shù),通過電子系統(tǒng)的作用來放大所觀察到的物體并且顯示微觀結(jié)構(gòu),是當(dāng)今十分重要的科學(xué)研究儀器之一[54][55]。通過掃描電鏡(ZeissAurigaFIB-SEM,10kV)觀察納米催化材料的微觀形貌,通過其形貌特點(diǎn)能較為直接分析比較出納米材料的微觀形貌。在進(jìn)行SEM樣品表征前,都將待測材料研磨至均勻無顆粒的粉末狀,取少量樣品置入1mL離心管中并加入無水乙醇,之后使用超聲波清洗儀使溶液充分振蕩混合后,用移液槍將少量懸濁液均勻涂于含硅片的樣品臺上,待乙醇完全揮發(fā)后,待測樣品粉末便均勻散布于硅片上。圖2-2掃描電鏡儀器圖Fig.2-2ThechartofSEMinstrument
安徽建筑大學(xué)碩士學(xué)位論文第二章實(shí)驗(yàn)材料與方法182.4納米材料催化發(fā)光反應(yīng)簡介2.4.1催化發(fā)光反應(yīng)裝置簡介整個催化發(fā)光實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)裝置可由三個部分組成:(1)反應(yīng)室:由陶瓷加熱棒和石英管(含有進(jìn)口和出口)組成,待測氣體在載氣的帶動下從進(jìn)口流入石英管內(nèi),并與所研究制備出的傳感器上納米材料充分接觸反應(yīng),其中在陶瓷加熱棒末端的電阻絲與接觸式調(diào)壓器相連,以此來傳導(dǎo)反應(yīng)所需溫度;(2)溫度控制系統(tǒng)和氣體流速控制系統(tǒng):該兩種系統(tǒng)分別由接觸式調(diào)壓器和微型真空泵,此兩種儀器設(shè)備分別為反應(yīng)室提供恒定高溫和穩(wěn)定載氣流速;(3)光電信號轉(zhuǎn)換器與數(shù)據(jù)處理系統(tǒng):BPCL儀器可用于檢測、收集和處理光電信號,將微弱光信號轉(zhuǎn)換成電信號,并最終將電信號傳輸至電腦,通過軟件進(jìn)行分析保存。2.4.2催化發(fā)光反應(yīng)流程整個催化發(fā)光反應(yīng)實(shí)驗(yàn)操作可見圖2-4,具體可分為5個階段進(jìn)行:(1)反應(yīng)所需敏感材料的制備;(2)基于制備出的納米敏感材料探索研究出新型傳感器并放置反應(yīng)室中;(3)通過接觸式調(diào)壓器提高反應(yīng)室內(nèi)的溫度;(4)通過微型真空泵向反應(yīng)室提供一定的載氣流速;(5)開啟BPCL儀器和電腦,待各反應(yīng)條件達(dá)到設(shè)定初始值時(shí)并保持平穩(wěn)時(shí),便可進(jìn)行檢測實(shí)驗(yàn)。圖2-3催化發(fā)光反應(yīng)系統(tǒng)構(gòu)成圖Fig.2-3ThecompositiondiagramofCTLsystem
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]氣溶膠輔助法合成球形氧化鎂及其吸附性能研究[J]. 柴政澤,葉俊偉,田其哲,史磊,寧桂玲. 無機(jī)鹽工業(yè). 2020(01)
[2]片狀氫氧化鎂熱解制備微納結(jié)構(gòu)氧化鎂[J]. 茍生蓮,乃學(xué)瑛,肖劍飛,劉鑫,葉俊偉,李武. 功能材料. 2019(12)
[3]基于羥基氧化鐵/石墨烯復(fù)合材料構(gòu)建生物傳感器用于ATP的檢測[J]. 周倩,顧勇軍,於霞,盧明華. 化學(xué)研究. 2019(05)
[4]不同形貌納米氧化鐵的制備及性能研究[J]. 王冬華,付新. 無機(jī)鹽工業(yè). 2019(09)
[5]高比表面積介孔α-FeOOH的制備及其Sb(Ⅴ)吸附性能[J]. 郭陽,李士鳳,姚淑華,石中亮,臧淑艷. 化工環(huán)保. 2019(05)
[6]α-FeOOH/Ag2O復(fù)合光催化劑的制備與研究[J]. 段帥,蔣阮經(jīng),陳怡,張英,黃向陽. 環(huán)境科學(xué)與技術(shù). 2019(07)
[7]X射線衍射原理及摻雜石墨烯的物相分析[J]. 趙瑤,方國川,魏珍,吳婷婷,田野. 河北北方學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2018(11)
[8]硫化氫氣體傳感器的研究進(jìn)展[J]. 吳麗倩,宋紅杰,呂弋. 分析測試學(xué)報(bào). 2018(10)
[9]催化發(fā)光快速檢測啤酒中的苯乙醛[J]. 王苑,吳韻,王興益,付予錦,張小蘭,張麗娟,郭士力,張仟春. 分析試驗(yàn)室. 2018(09)
[10]掃描電子顯微鏡的工作原理及應(yīng)用[J]. 凌妍,鐘嬌麗,唐曉山,李棟宇. 山東化工. 2018(09)
博士論文
[1]氧化鎂基光催化材料的制備及對有機(jī)染料降解性能研究[D]. 鄭亞君.陜西科技大學(xué) 2019
碩士論文
[1]鐵鎂氧化物負(fù)載胡敏酸對砷鎘的吸附及對其在水稻中含量的影響[D]. 陶夢銘.浙江大學(xué) 2019
[2]稀土配合物催化發(fā)光氣體傳感器的研究[D]. 宋馥馨.延安大學(xué) 2017
本文編號:3410186
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