CN102807862A - 一种监测氰化氢的纳米敏感材料 - Google Patents
一种监测氰化氢的纳米敏感材料 Download PDFInfo
- Publication number
- CN102807862A CN102807862A CN2012101703113A CN201210170311A CN102807862A CN 102807862 A CN102807862 A CN 102807862A CN 2012101703113 A CN2012101703113 A CN 2012101703113A CN 201210170311 A CN201210170311 A CN 201210170311A CN 102807862 A CN102807862 A CN 102807862A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- sensitive material
- nano
- solution
- nio
- prussic acid
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Abstract
本发明涉及一种监测氰化氢的纳米敏感材料，其特征是由NiO、V2O5和Al2O3纳米粉体组成，其中各组分含量范围为NiO(25-35％)、V2O5(30-40％)和Al2O3(32-42％)，粒径范围为25-40nm；使用本发明所提供的敏感材料制成的氰化氢气体传感器具有线性范围宽、选择性好和灵敏度高等优点，可以在线监测微量氰化氢而不受共存物质的影响。
Description
技术领域
本发明涉及一种监测氰化氢的纳米敏感材料，尤其是由NiO、V2O5和Al2O3纳米粉体组成的敏感材料，属于传感技术领域。
背景技术
氰化氢，又称山埃，沸点26℃，无色有杏仁气味。氰化氢是一个线性分子，碳和氮之间具有三键，剧毒且致命，二次世界大战中纳粹德国用作毒气室的杀人毒气。
短时间内吸入高浓度氰化氢气体，可立即呼吸停止而死亡。低浓度的氰化氢可引起粘膜刺激、呼吸加快加深、乏力和头痛等症状；浓度稍高有呼吸困难、血压升高、皮肤粘膜呈鲜红色等症状；浓度再高出现抽搐、昏迷和呼吸衰竭，并导致全身肌肉松弛、呼吸心跳停止而死亡。
氰化氢的主要用途是丙烯腈和丙烯酸树脂及农药杀虫剂的制造。在使用、运输、储藏和生产氰化氢的场所进行空气中氰化氢浓度的实时监测十分必要。
空气中氰化氢的测定方法主要有分光光度法(余文卓等，连续流动分光光度法测定空气和废气中的氰化氢，2011年第5期)和气相色谱法(李保同等，吹扫捕集气相色谱法分析土壤中熏蒸剂氰与氰化氢残留量，2012年第2期)等。这些方法虽然准确，但是都需要在实验室利用大型分析仪器完成，无法现场快速测定。
发明内容
本发明的目的是提供一种监测氰化氢的纳米敏感材料及其制备方法。用这种敏感材料制作的检测氰化氢的传感器，可以在现场快速、准确测定微量氰化氢而不受其它共存物的干扰。
本发明所述的监测氰化氢的纳米复合氧化物敏感材料是由NiO、V2O5和Al2O3纳米粉体组成，其制备方法是：以能溶于水或乙醇中的有机或无机镍盐、钒盐和铝盐为起始原料分别制成稳定的水溶液或乙醇溶液，将制备的溶液在适当条件下混合，并缓慢生成沉淀，经陈化、过滤、洗涤、烘干和研磨后，通过高温煅烧制成纳米粉体材料。其中镍盐是氯化镍、溴化镍、硫酸镍和硝酸镍的无水物或水合物的一种或几种的混合物，钒盐是偏钒酸铵，铝盐是硝酸铝、硫酸铝、高氯酸铝、磷酸铝、氯化铝、醋酸铝、异丙醇铝和仲丁醇铝的无水物或水合物的一种或几种的混合物。
本发明的最佳纳米复合氧化物敏感材料的制备过程如下：
将镍盐、钒盐和铝盐共溶于稀盐酸的水溶液中，在高速搅拌状态下加入适量柠檬酸使溶液保持澄清状态8小时以上，用稀氨水调节溶液pH值为3.2-4.1，继续搅拌5-7小时，静置陈化，将溶液在85-90℃旋转蒸发得到凝胶，将凝胶红外干燥1小时，充分研磨后，在高温箱式电阻炉中以每分钟不超过4℃的速度升温至550-580℃，保持此温度3小时，得到NiO、V2O5和Al2O3纳米粉体。
当制得的纳米粉体粒径范围为25-40nm，且各组分满足NiO(25-35％)、V2O5(30-40％)和Al2O3(32-42％)时，用于作为检测氰化氢的敏感材料具有很高的灵敏度和选择性。
本发明具有如下显著优点：
(1)利用稀氨水的弱碱性来缓慢调节溶液的酸碱性，沉淀过程缓慢，颗粒生长均匀，所得粉体材料粒径分布范围小；
(2)所制备的敏感材料对氰化氢气体具有很高的灵敏性和选择性；
(3)用所制备的敏感材料制成的氰化氢气体传感器连续使用寿命超过200小时。
具体实施方式
实施例1
将氯化镍、偏钒酸铵和硝酸铝共溶于稀盐酸的水溶液中，在高速搅拌状态下加入适量柠檬酸使溶液保持澄清状态8小时以上，用稀氨水调节溶液pH值为4.0，继续搅拌5小时，静置陈化，将溶液在86℃旋转蒸发得到凝胶，将凝胶红外干燥1小时，充分研磨后，在高温箱式电阻炉中以每分钟不超过4℃的速度升温至551℃，保持此温度3小时，得到NiO、V2O5和Al2O3纳米粉体。
分析：用透射电镜测试此粉体材料，其粒径范围为27～33nm；对其进行成分分析，测得其质量分数为26.1％NiO、39.5％V2O5和34.4％Al2O3。
应用：以此粉体作为测定氰化氢的催化发光敏感材料，线性范围0.5～28mg/m3，检出限可达0.25mg/m3，常见共存物没有干扰。
实施例2
将溴化镍、偏钒酸铵和硫酸铝共溶于稀盐酸的水溶液中，在高速搅拌状态下加入适量柠檬酸使溶液保持澄清状态8小时以上，用稀氨水调节溶液pH值为3.8，继续搅拌6小时，静置陈化，将溶液在89℃旋转蒸发得到凝胶，将凝胶红外干燥1小时，充分研磨后，在高温箱式电阻炉中以每分钟不超过4℃的速度升温至578℃，保持此温度3小时，得到NiO、V2O5和Al2O3纳米粉体。
分析：用透射电镜测试此粉体材料，其粒径范围为30～39nm；对其进行成分分析，测得其质量分数为34.7％NiO、30.5％V2O5和34.8％Al2O3。
应用：以此粉体作为测定氰化氢的催化发光敏感材料，线性范围0.6～25mg/m3，检出限可达0.20mg/m3，常见共存物没有干扰。
实施例3
将硫酸镍、偏钒酸铵和醋酸铝共溶于稀盐酸的水溶液中，在高速搅拌状态下加入适量柠檬酸使溶液保持澄清状态8小时以上，用稀氨水调节溶液pH值为3.6，继续搅拌7小时，静置陈化，将溶液在87℃旋转蒸发得到凝胶，将凝胶红外干燥1小时，充分研磨后，在高温箱式电阻炉中以每分钟不超过4℃的速度升温至560℃，保持此温度3小时，得到NiO、V2O5和Al2O3纳米粉体。
分析：用透射电镜测试此粉体材料，其粒径范围为25～31nm；对其进行成分分析，测得其质量分数为31.3％NiO、32.8％V2O5和35.9％Al2O3。
应用：以此粉体作为测定氰化氢的催化发光敏感材料，线性范围0.8～38mg/m3，检出限可达0.35mg/m3，常见共存物没有干扰。
实施例4
将硝酸镍、偏钒酸铵和磷酸铝共溶于稀盐酸的水溶液中，在高速搅拌状态下加入适量柠檬酸使溶液保持澄清状态8小时以上，用稀氨水调节溶液pH值为3.3，继续搅拌6小时，静置陈化，将溶液在88℃旋转蒸发得到凝胶，将凝胶红外干燥1小时，充分研磨后，在高温箱式电阻炉中以每分钟不超过4℃的速度升温至570℃，保持此温度3小时，得到NiO、V2O5和Al2O3纳米粉体。
分析：用透射电镜测试此粉体材料，其粒径范围为26～33nm；对其进行成分分析，测得其质量分数为28.6％NiO、31.5％V2O5和39.9％Al2O3。
应用：以此粉体作为测定氰化氢的催化发光敏感材料，线性范围0.8～33mg/m3，检出限可达0.40mg/m3，常见共存物没有干扰。
实施例5
将氯化镍、偏钒酸铵和氯化铝共溶于稀盐酸的水溶液中，在高速搅拌状态下加入适量柠檬酸使溶液保持澄清状态8小时以上，用稀氨水调节溶液pH值为4.1，继续搅拌5小时，静置陈化，将溶液在85.5℃旋转蒸发得到凝胶，将凝胶红外干燥1小时，充分研磨后，在高温箱式电阻炉中以每分钟不超过4℃的速度升温至579℃，保持此温度3小时，得到NiO、V2O5和Al2O3纳米粉体。
分析：用透射电镜测试此粉体材料，其粒径范围为28～35nm；对其进行成分分析，测得其质量分数为30.5％NiO、35.2％V2O5和34.3％Al2O3。
应用：以此粉体作为测定氰化氢的催化发光敏感材料，线性范围0.9～36mg/m3，检出限可达0.51mg/m3，常见共存物没有干扰。
Claims (3)
1.一种监测氰化氢的纳米敏感材料，其特征是由NiO、V2O5和Al2O3纳米粉体组成，其中各组分含量范围为NiO(25-35％)、V2O5(30-40％)和Al2O3(32-42％)，其制备方法是：将镍盐、钒盐和铝盐共溶于稀盐酸的水溶液中，在高速搅拌状态下加入适量柠檬酸使溶液保持澄清状态8小时以上，用稀氨水调节溶液pH值为3.2-4.1，继续搅拌5-7小时，静置陈化，将溶液在85-90℃旋转蒸发得到凝胶，将凝胶红外干燥1小时，充分研磨后，在高温箱式电阻炉中以每分钟不超过4℃的速度升温至550-580℃，保持此温度3小时，得到NiO、V2O5和Al2O3纳米粉体。
2.根据权利要求1所述的一种监测氰化氢的纳米敏感材料，其特征是所述的镍盐是氯化镍、溴化镍、硫酸镍和硝酸镍的无水物或水合物的一种或几种的混合物，钒盐是偏钒酸铵，铝盐是硝酸铝、硫酸铝、高氯酸铝、磷酸铝、氯化铝、醋酸铝、异丙醇铝和仲丁醇铝的无水物或水合物的一种或几种的混合物。
3.根据权利要求1所述的一种监测氰化氢的纳米敏感材料，其特征是所述的纳米敏感材料的粒径范围为25-40nm。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201210170311.3A CN102807862B (zh) | 2012-05-29 | 2012-05-29 | 一种监测氰化氢的纳米敏感材料 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201210170311.3A CN102807862B (zh) | 2012-05-29 | 2012-05-29 | 一种监测氰化氢的纳米敏感材料 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN102807862A true CN102807862A (zh) | 2012-12-05 |
| CN102807862B CN102807862B (zh) | 2014-04-16 |
Family
ID=47231735
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201210170311.3A Expired - Fee Related CN102807862B (zh) | 2012-05-29 | 2012-05-29 | 一种监测氰化氢的纳米敏感材料 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN102807862B (zh) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103149330A (zh) * | 2013-02-20 | 2013-06-12 | 北京联合大学生物化学工程学院 | 一种丙酮的纳米敏感材料 |
| CN103529018A (zh) * | 2013-10-04 | 2014-01-22 | 北京联合大学生物化学工程学院 | 用于监测苯和三甲胺的催化发光敏感材料 |
| CN103736490A (zh) * | 2014-01-16 | 2014-04-23 | 浙江中烟工业有限责任公司 | 基于氧化镍的选择性降低卷烟主流烟气中氰化氢释放量的催化剂及其制备方法 |
| CN109187512A (zh) * | 2018-09-17 | 2019-01-11 | 四川大学 | 一种基于氧化镍检测硫化氢的催化发光分析方法 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1347856A (zh) * | 2001-11-23 | 2002-05-08 | 中山大学 | V2o3基纳米粉体及其制备方法 |
| CN101183116A (zh) * | 2007-12-28 | 2008-05-21 | 北京联合大学生物化学工程学院 | 氨的纳米复合氧化物敏感材料 |
| CN101251521A (zh) * | 2008-04-10 | 2008-08-27 | 北京联合大学生物化学工程学院 | 有机氯类农药的纳米敏感材料 |
| WO2009121827A2 (de) * | 2008-03-31 | 2009-10-08 | Basf Se | Verbessertes verfahren zur herstellung von blausäure durch katalytische dehydratisierung von gasförmigem formamid - direktheizung |
| US20110087440A1 (en) * | 2009-10-14 | 2011-04-14 | Honeywell International Inc. | Authentication systems for discriminating value documents based on variable luminescence and magnetic properties |
| CN102175815A (zh) * | 2010-12-07 | 2011-09-07 | 北京联合大学生物化学工程学院 | 一种监测二氧化硫的纳米敏感材料 |
-
2012
- 2012-05-29 CN CN201210170311.3A patent/CN102807862B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1347856A (zh) * | 2001-11-23 | 2002-05-08 | 中山大学 | V2o3基纳米粉体及其制备方法 |
| CN101183116A (zh) * | 2007-12-28 | 2008-05-21 | 北京联合大学生物化学工程学院 | 氨的纳米复合氧化物敏感材料 |
| WO2009121827A2 (de) * | 2008-03-31 | 2009-10-08 | Basf Se | Verbessertes verfahren zur herstellung von blausäure durch katalytische dehydratisierung von gasförmigem formamid - direktheizung |
| CN101251521A (zh) * | 2008-04-10 | 2008-08-27 | 北京联合大学生物化学工程学院 | 有机氯类农药的纳米敏感材料 |
| US20110087440A1 (en) * | 2009-10-14 | 2011-04-14 | Honeywell International Inc. | Authentication systems for discriminating value documents based on variable luminescence and magnetic properties |
| CN102175815A (zh) * | 2010-12-07 | 2011-09-07 | 北京联合大学生物化学工程学院 | 一种监测二氧化硫的纳米敏感材料 |
Non-Patent Citations (5)
| Title |
|---|
| MICHAEL A. VUURMAN 等: "Combined Raman and IR study of MOx-V2O5/Al2O3 (MOx=MoO3,W03,NiO,CoO) catalysts under dehydrated conditions", 《J.CHEM.SOC.,FARADAY TRANS》 * |
| MINGQING YANG 等: "Copper oxide nanoparticle sensors for hydrogen cyanide detection: Unprecedented selectivity and sensitivity", 《SENSORS AND ACTUATORS B》 * |
| 刘永慧 等: "复合ZrO2/MgO催化发光丙烯全气体传感器", 《分析化学研究报告》 * |
| 周考文 等: "纳米复合材料催化发光法测定空气中的苯系物", 《分析实验室》 * |
| 周考文 等: "纳米复合氧化物催化发光法测定空气中的甲醛", 《化学学报》 * |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103149330A (zh) * | 2013-02-20 | 2013-06-12 | 北京联合大学生物化学工程学院 | 一种丙酮的纳米敏感材料 |
| CN103529018A (zh) * | 2013-10-04 | 2014-01-22 | 北京联合大学生物化学工程学院 | 用于监测苯和三甲胺的催化发光敏感材料 |
| CN103736490A (zh) * | 2014-01-16 | 2014-04-23 | 浙江中烟工业有限责任公司 | 基于氧化镍的选择性降低卷烟主流烟气中氰化氢释放量的催化剂及其制备方法 |
| CN103736490B (zh) * | 2014-01-16 | 2016-05-04 | 浙江中烟工业有限责任公司 | 基于氧化镍的选择性降低卷烟主流烟气中氰化氢释放量的催化剂及其制备方法 |
| CN109187512A (zh) * | 2018-09-17 | 2019-01-11 | 四川大学 | 一种基于氧化镍检测硫化氢的催化发光分析方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN102807862B (zh) | 2014-04-16 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Liu et al. | Light irradiation enhanced triethylamine gas sensing materials based on ZnO/ZnFe2O4 composites | |
| Wang et al. | Ionic liquid-assisted synthesis of α-Fe 2 O 3 mesoporous nanorod arrays and their excellent trimethylamine gas-sensing properties for monitoring fish freshness | |
| Jiang et al. | Highly sensitive acetone sensor based on Eu-doped SnO2 electrospun nanofibers | |
| CN102807862B (zh) | 一种监测氰化氢的纳米敏感材料 | |
| Dong et al. | Combustion synthesis of porous Pt-functionalized SnO 2 sheets for isopropanol gas detection with a significant enhancement in response | |
| Choi et al. | Bi-functional co-sensitization of graphene oxide sheets and Ir nanoparticles on p-type Co 3 O 4 nanofibers for selective acetone detection | |
| Yu et al. | Gas‐Sensing Properties of Perovskite BiFeO3 Nanoparticles | |
| Chu et al. | Trimethylamine and ethanol sensing properties of NiGa2O4 nano-materials prepared by co-precipitation method | |
| Zhang et al. | The effect of microstructure on the gas properties of NiFe2O4 sensors: Nanotube and nanoparticle | |
| CN108181355B (zh) | 用于二氧化氮气敏传感器的二硫化锡/石墨烯/二氧化锡三元复合气敏材料的制备方法 | |
| Prakash et al. | Sensing properties of ZnO nanoparticles synthesized by using albumen as a biotemplate for acetic acid monitoring in aqueous mixture | |
| Lv et al. | Production of MFe2O4 (M= Zn, Ni, Cu, Co and Mn) multiple cavities microspheres with salt template to assemble a high-performance acetone gas sensor | |
| Grygar et al. | Fe~ 2O~ 3-Cr~ 2O~ 3 system revised | |
| CN111707719B (zh) | 聚l-半胱氨酸和还原氧化石墨烯负载纳米银修饰的玻碳电极及其应用 | |
| Choi et al. | Highly selective, sensitive, and rapidly responding acetone sensor using ferroelectric ε-WO3 spheres doped with Nb for monitoring ketogenic diet efficiency | |
| CN104614370B (zh) | 一种基于纳米金的快速检测亚硝酸根的方法 | |
| Sang et al. | Synthesis and characterization of Au-loaded SnO2 mesoporous spheres by spray drying and their gas sensing property | |
| Yang et al. | Yolk–shell (Cu, Zn) Fe 2 O 4 ferrite nano-microspheres with highly selective triethylamine gas-sensing properties | |
| Zhang et al. | Ionic liquid-assisted synthesis of tungsten oxide nanoparticles with enhanced NO2 sensing properties at near room temperature | |
| Ramesh et al. | Mn-doped ZnO microspheres prepared by solution combustion synthesis for room temperature NH3 sensing | |
| Zhao et al. | Room-temperature sensing performance of CuO/Cu2O nanocomposites towards n-butanol | |
| Lv et al. | Biotemplate synthesis of NiO/ZnO tubes rich in oxygen vacancies for enhanced sensing detection of hydrazine at low temperature | |
| Li et al. | Preparation and performance of ZnO nanoparticle aggregation with porous morphology | |
| CN113899790A (zh) | 一种丙酮传感器、制备方法及应用 | |
| Srivastava et al. | Development of V2O5@ GO (1D/2D) nanohybrid based chemiresistor for low-trace of toluene |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20140416 Termination date: 20160529 |