CN101571484B - 纳米材料表面催化发光微型传感器 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种结构简单、可缩短检测时间、具有良好的稳定性及重现性、检测效率及精度高的纳米材料表面催化发光微型传感器。有滤光片或光栅(1)、光电信号转换装置(2)，设有壳体(3)，在壳体(3)内置有加热元件(4)及石英毛细管(5)，石英毛细管(5)内壁涂有纳米材料(6)且留有透光面(7)；透光面(7)与滤光片或光栅(1)相对设置，石英毛细管(5)的两端分别与进样管(8)、放空管(9)相接。

Description

纳米材料表面催化发光微型传感器

技术领域：

本发明涉及一种纳米材料表面催化发光传感器，尤其是一种结构简单、可缩短检测时间、具有良好的稳定性及重现性、检测效率及精度高的纳米材料表面催化发光微型传感器。

背景技术：

纳米材料表面催化发光传感器用途广泛，如可用于定量评价纳米材料催化活性、用于乙醇、甲醇和石化产品等的定量检测、用于食品中激素类药物残留检测、用于毛细管气相色谱仪的选择型检测器等。现有纳米材料表面催化发光传感器的结构是将涂有纳米材料的直径为4～7mm电热陶瓷棒置于直径为12～20mm、长度为100～150mm的石英管内，在石英管上斜对角设置有进样口、放空口，在石英管外与纳米材料对应设置有滤光片或光栅、光电信号转换装置(近紫外灵敏光谱测量型微弱发光测量仪、光电倍增管等)。测量时，电热陶瓷棒对纳米材料进行加热，空气泵等进样系统将样品随载气从进样口进入石英管，流经纳米材料表面从放空口排出，纳米材料表面催化所发出的光经滤光片或光栅去除杂散光后，再经过光电信号转换装置变成适应于微机等数据处理单元的电信号。由于样品经载气流经纳米催化材料表面的时间长并且死体积大，易造成发光响应时间长、发光信号曲线展宽等问题，从而使发光信号的稳定性及重现性差，测量精度较低，直接影响了定量分析的准确性。

发明内容：

本发明是为了解决现有技术所存在的上述技术问题，提供一种结构简单、可缩短检测时间、具有良好的稳定性及重现性、检测效率及精度高的纳米材料表面催化发光微型传感器。

本发明的技术解决方案是：一种纳米材料表面催化发光微型传感器，有滤光片或光栅1、光电信号转换装置2，设有壳体3，在壳体3内置有加热元件4及石英毛细管5，石英毛细管5内壁涂有纳米材料6且留有透光面7；透光面7与滤光片或光栅1相对设置，石英毛细管5的两端分别与进样管8、放空管9相接。

所述透光面7与滤光片或光栅1之间置有光传导元件10。

所述石英毛细管5的中间部位的直径小于两端，中间部位与两端之间有圆滑过渡面11，所述纳米材料6涂在中间部位。

所述进样管8、放空管9均为毛细管，插接于石英毛细管5的两端。

所述的光传导元件10为光纤。

所述石英毛细管5的中间部位的直径为0.1～0.75mm。

本发明可使样品载气以湍流状态流经纳米材料的表面，所有目标组分均能够与纳米材料表面充分接触，使催化发光强度与目标组分的浓度呈良好的线性响应，具有良好的稳定性和再现性，大大提高了检测精度；样品载气的流径不存在柱外死体积，使样品中被测组分在纳米材料上的响应时间大大缩短，催化发光的响应时间迅速、发光信号的信噪比增强，所检测到的发光信号谱带变窄(类似尖锐的色谱流出曲线)，检测效率、分辨率及检测灵敏度均大大提高，易于实现多组分的分离和准确定量。尤其是其结构简单、体积小，可实现阵列化组合，检测时该阵列组合只与一台数据处理装置(微机)连接即可，可同时完成多个样品的检测，进一步降低了检测成本、提高了检测效率。

附图说明：

图1是本发明实施例1的结构示意图。

图2是本发明实施例2的结构示意图。

具体实施方式：

下面将结合附图说明本发明的具体实施方式。

实施例1：

如图1所示：有材料与固定方式均同现有技术的滤光片或光栅1、光电信号转换装置2，与现有技术所不同的是设有壳体3，在壳体3内置有加热元件4及石英毛细管5，加热元件4及石英毛细管可用现有技术的任何一种，加热元件4可与温度控制电路相接，使影响催化发光的温度因素精确可控。在石英毛细管5内壁涂有纳米材料6，但必需留出部分空白，即透光面7，如将纳米材料6只涂在石英毛细管5内壁的下侧面上或在上侧面上的局部留出空白。透光面7与滤光片或光栅1相对设置，石英毛细管5的两端分别与进样管8、放空管9相接。

实施例2：

如图2所示：

基本结构同实施例1，与实施例1不同的是，为了避免光信号的损失及杂散光的干扰，在所述透光面7与滤光片或光栅1之间置有光传导元件10。所述石英毛细管5的中间部位的直径小于两端，中间部位的直径为0.1～0.75mm，中间部位与两端之间有圆滑过渡面11，所述纳米材料6涂在中间部位。为便于石英毛细管5与进样管8、放空管9的连接、拆卸，所述进样管8、放空管9最好均为毛细管，毛细管外面的聚酰亚胺涂层就可以保证紧密插接于石英毛细管5的两端，所述光传导元件10为光纤。

催化发光响应时间可以由现有技术的3～100秒缩短为0.1～1秒内，信噪比提高5倍以上，而检测灵敏度则可提高2～10倍以上。

Claims (6)

1.一种纳米材料表面催化发光微型传感器，有滤光片或光栅(1)、光电信号转换装置(2)，其特征在于：设有壳体(3)，在壳体(3)内置有加热元件(4)及石英毛细管(5)，石英毛细管(5)内壁涂有纳米材料(6)且留有透光面(7)；透光面(7)与滤光片或光栅(1)相对设置，石英毛细管(5)的两端分别与进样管(8)、放空管(9)相接。

2.根据权利要求1所述的纳米材料表面催化发光微型传感器，其特征在于：所述透光面(7)与滤光片或光栅(1)之间置有光传导元件(10)。

3.根据权利要求1或2所述的纳米材料表面催化发光微型传感器，其特征在于：所述石英毛细管(5)的中间部位的直径小于两端，中间部位与两端之间有圆滑过渡面(11)，所述纳米材料(6)涂在中间部位。

4.根据权利要求3所述的纳米材料表面催化发光微型传感器，其特征在于：所述进样管(8)、放空管(9)均为毛细管，插接于石英毛细管(5)的两端。

5.根据权利要求2所述的纳米材料表面催化发光微型传感器，其特征在于：所述的光传导元件(10)为光纤。

6.根据权利要求3所述的纳米材料表面催化发光微型传感器，其特征在于：所述石英毛细管(5)的中间部位的直径为0.1～0.75mm。

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