CN110455977B - 一种甲醛和氨的低温催化发光敏感材料 - Google Patents
一种甲醛和氨的低温催化发光敏感材料 Download PDFInfo
- Publication number
- CN110455977B CN110455977B CN201910613871.3A CN201910613871A CN110455977B CN 110455977 B CN110455977 B CN 110455977B CN 201910613871 A CN201910613871 A CN 201910613871A CN 110455977 B CN110455977 B CN 110455977B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- solution
- temperature
- formaldehyde
- ammonia
- indium
- 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.)
- Expired - Fee Related
Links
- WSFSSNUMVMOOMR-UHFFFAOYSA-N Formaldehyde Chemical compound O=C WSFSSNUMVMOOMR-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 123
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 79
- 239000000463 material Substances 0.000 title claims abstract description 56
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 36
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 title claims abstract description 10
- 238000004020 luminiscence type Methods 0.000 title description 6
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims abstract description 40
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 26
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims abstract description 25
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims abstract description 23
- PJXISJQVUVHSOJ-UHFFFAOYSA-N indium(III) oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[In+3].[In+3] PJXISJQVUVHSOJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 21
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 19
- KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N Isopropanol Chemical compound CC(C)O KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 18
- 239000000499 gel Substances 0.000 claims abstract description 18
- JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N iron(III) oxide Inorganic materials O=[Fe]O[Fe]=O JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 14
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- BJEPYKJPYRNKOW-REOHCLBHSA-N (S)-malic acid Chemical compound OC(=O)[C@@H](O)CC(O)=O BJEPYKJPYRNKOW-REOHCLBHSA-N 0.000 claims abstract description 9
- 229920001817 Agar Polymers 0.000 claims abstract description 9
- WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N Glucose Natural products OC[C@H]1OC(O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N 0.000 claims abstract description 9
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims abstract description 9
- 239000008272 agar Substances 0.000 claims abstract description 9
- BJEPYKJPYRNKOW-UHFFFAOYSA-N alpha-hydroxysuccinic acid Natural products OC(=O)C(O)CC(O)=O BJEPYKJPYRNKOW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 9
- UNTBPXHCXVWYOI-UHFFFAOYSA-O azanium;oxido(dioxo)vanadium Chemical compound [NH4+].[O-][V](=O)=O UNTBPXHCXVWYOI-UHFFFAOYSA-O 0.000 claims abstract description 9
- WQZGKKKJIJFFOK-VFUOTHLCSA-N beta-D-glucose Chemical compound OC[C@H]1O[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-VFUOTHLCSA-N 0.000 claims abstract description 9
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims abstract description 9
- 239000008103 glucose Substances 0.000 claims abstract description 9
- 239000001630 malic acid Substances 0.000 claims abstract description 9
- 235000011090 malic acid Nutrition 0.000 claims abstract description 9
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 claims abstract description 8
- 150000002471 indium Chemical class 0.000 claims abstract description 5
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims abstract description 3
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 48
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 32
- KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-N citric acid Chemical compound OC(=O)CC(O)(C(O)=O)CC(O)=O KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 24
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims description 20
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N iron Substances [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 238000010992 reflux Methods 0.000 claims description 8
- VCJMYUPGQJHHFU-UHFFFAOYSA-N iron(III) nitrate Inorganic materials [Fe+3].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O VCJMYUPGQJHHFU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 claims description 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 4
- PSCMQHVBLHHWTO-UHFFFAOYSA-K indium(iii) chloride Chemical compound Cl[In](Cl)Cl PSCMQHVBLHHWTO-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims description 3
- 150000002505 iron Chemical class 0.000 claims description 3
- 229910000360 iron(III) sulfate Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910021578 Iron(III) chloride Inorganic materials 0.000 claims description 2
- XURCIPRUUASYLR-UHFFFAOYSA-N Omeprazole sulfide Chemical compound N=1C2=CC(OC)=CC=C2NC=1SCC1=NC=C(C)C(OC)=C1C XURCIPRUUASYLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- VBXWCGWXDOBUQZ-UHFFFAOYSA-K diacetyloxyindiganyl acetate Chemical compound [In+3].CC([O-])=O.CC([O-])=O.CC([O-])=O VBXWCGWXDOBUQZ-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims description 2
- 229910000337 indium(III) sulfate Inorganic materials 0.000 claims description 2
- XGCKLPDYTQRDTR-UHFFFAOYSA-H indium(iii) sulfate Chemical compound [In+3].[In+3].[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O XGCKLPDYTQRDTR-UHFFFAOYSA-H 0.000 claims description 2
- RBTARNINKXHZNM-UHFFFAOYSA-K iron trichloride Chemical compound Cl[Fe](Cl)Cl RBTARNINKXHZNM-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims description 2
- LHOWRPZTCLUDOI-UHFFFAOYSA-K iron(3+);triperchlorate Chemical compound [Fe+3].[O-]Cl(=O)(=O)=O.[O-]Cl(=O)(=O)=O.[O-]Cl(=O)(=O)=O LHOWRPZTCLUDOI-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims description 2
- -1 ferric nitrate anhydride Chemical class 0.000 claims 2
- RUTXIHLAWFEWGM-UHFFFAOYSA-H iron(3+) sulfate Chemical compound [Fe+3].[Fe+3].[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O RUTXIHLAWFEWGM-UHFFFAOYSA-H 0.000 claims 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 abstract description 5
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 abstract description 2
- YASYEJJMZJALEJ-UHFFFAOYSA-N Citric acid monohydrate Chemical compound O.OC(=O)CC(O)(C(O)=O)CC(O)=O YASYEJJMZJALEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 abstract 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 12
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 10
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N Benzene Chemical compound C1=CC=CC=C1 UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 208000000059 Dyspnea Diseases 0.000 description 3
- 206010013975 Dyspnoeas Diseases 0.000 description 3
- UJXZVRRCKFUQKG-UHFFFAOYSA-K indium(3+);phosphate Chemical compound [In+3].[O-]P([O-])([O-])=O UJXZVRRCKFUQKG-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 3
- 210000002345 respiratory system Anatomy 0.000 description 3
- 206010023644 Lacrimation increased Diseases 0.000 description 2
- 201000010099 disease Diseases 0.000 description 2
- 208000037265 diseases, disorders, signs and symptoms Diseases 0.000 description 2
- 229940044631 ferric chloride hexahydrate Drugs 0.000 description 2
- 150000004677 hydrates Chemical class 0.000 description 2
- AXYRIQGRDRIJFR-UHFFFAOYSA-K indium(3+);triacetate;hexahydrate Chemical compound O.O.O.O.O.O.[In+3].CC([O-])=O.CC([O-])=O.CC([O-])=O AXYRIQGRDRIJFR-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 2
- SPZNTTZIWSKLBF-UHFFFAOYSA-H indium(3+);trisulfate;pentahydrate Chemical compound O.O.O.O.O.[In+3].[In+3].[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O SPZNTTZIWSKLBF-UHFFFAOYSA-H 0.000 description 2
- NQXWGWZJXJUMQB-UHFFFAOYSA-K iron trichloride hexahydrate Chemical compound O.O.O.O.O.O.[Cl-].Cl[Fe+]Cl NQXWGWZJXJUMQB-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 2
- JWCPSNBNEQGKFX-UHFFFAOYSA-K iron(3+) triperchlorate nonahydrate Chemical compound O.O.O.O.O.O.O.O.O.[Fe+3].[O-][Cl](=O)(=O)=O.[O-][Cl](=O)(=O)=O.[O-][Cl](=O)(=O)=O JWCPSNBNEQGKFX-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 2
- YHGPYBQVSJBGHH-UHFFFAOYSA-H iron(3+);trisulfate;pentahydrate Chemical compound O.O.O.O.O.[Fe+3].[Fe+3].[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O YHGPYBQVSJBGHH-UHFFFAOYSA-H 0.000 description 2
- 230000004317 lacrimation Effects 0.000 description 2
- 210000004877 mucosa Anatomy 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 206010008479 Chest Pain Diseases 0.000 description 1
- 208000031404 Chromosome Aberrations Diseases 0.000 description 1
- 208000014085 Chronic respiratory disease Diseases 0.000 description 1
- 206010011224 Cough Diseases 0.000 description 1
- 206010067477 Cytogenetic abnormality Diseases 0.000 description 1
- 206010019233 Headaches Diseases 0.000 description 1
- 206010028813 Nausea Diseases 0.000 description 1
- 208000002193 Pain Diseases 0.000 description 1
- 206010037423 Pulmonary oedema Diseases 0.000 description 1
- 206010047700 Vomiting Diseases 0.000 description 1
- SJXYEDZBGOVJEW-UHFFFAOYSA-N [Cr].[W].[Ti] Chemical compound [Cr].[W].[Ti] SJXYEDZBGOVJEW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 239000007798 antifreeze agent Substances 0.000 description 1
- 238000003556 assay Methods 0.000 description 1
- 208000006673 asthma Diseases 0.000 description 1
- 239000013064 chemical raw material Substances 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 1
- 210000004081 cilia Anatomy 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 238000004737 colorimetric analysis Methods 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 210000000795 conjunctiva Anatomy 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 239000002537 cosmetic Substances 0.000 description 1
- 238000005034 decoration Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 239000000645 desinfectant Substances 0.000 description 1
- 208000002173 dizziness Diseases 0.000 description 1
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000002848 electrochemical method Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 description 1
- 210000000981 epithelium Anatomy 0.000 description 1
- 230000032686 female pregnancy Effects 0.000 description 1
- 229940032296 ferric chloride Drugs 0.000 description 1
- 238000004817 gas chromatography Methods 0.000 description 1
- 231100000869 headache Toxicity 0.000 description 1
- HVDZMISZAKTZFP-UHFFFAOYSA-N indium(3+) trinitrate trihydrate Chemical compound O.O.O.[In+3].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O HVDZMISZAKTZFP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- SZQUEWJRBJDHSM-UHFFFAOYSA-N iron(3+);trinitrate;nonahydrate Chemical compound O.O.O.O.O.O.O.O.O.[Fe+3].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O SZQUEWJRBJDHSM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004811 liquid chromatography Methods 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 description 1
- WSFSSNUMVMOOMR-NJFSPNSNSA-N methanone Chemical compound O=[14CH2] WSFSSNUMVMOOMR-NJFSPNSNSA-N 0.000 description 1
- 244000000010 microbial pathogen Species 0.000 description 1
- DLCOPLYGCSRNAY-UHFFFAOYSA-N molybdenum titanium vanadium Chemical compound [Ti][Mo][V] DLCOPLYGCSRNAY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 239000002114 nanocomposite Substances 0.000 description 1
- 230000008693 nausea Effects 0.000 description 1
- 239000005022 packaging material Substances 0.000 description 1
- 239000003973 paint Substances 0.000 description 1
- 231100000915 pathological change Toxicity 0.000 description 1
- 230000036285 pathological change Effects 0.000 description 1
- 210000003800 pharynx Anatomy 0.000 description 1
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 description 1
- 239000003755 preservative agent Substances 0.000 description 1
- 230000002335 preservative effect Effects 0.000 description 1
- 208000005333 pulmonary edema Diseases 0.000 description 1
- 238000004445 quantitative analysis Methods 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 238000002798 spectrophotometry method Methods 0.000 description 1
- 239000002602 strong irritant Substances 0.000 description 1
- 208000024891 symptom Diseases 0.000 description 1
- 208000011580 syndromic disease Diseases 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K11/00—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
- C09K11/08—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials
- C09K11/87—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing platina group metals
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/75—Systems in which material is subjected to a chemical reaction, the progress or the result of the reaction being investigated
- G01N21/76—Chemiluminescence; Bioluminescence
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N31/00—Investigating or analysing non-biological materials by the use of the chemical methods specified in the subgroup; Apparatus specially adapted for such methods
- G01N31/10—Investigating or analysing non-biological materials by the use of the chemical methods specified in the subgroup; Apparatus specially adapted for such methods using catalysis
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Pathology (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Immunology (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Investigating Or Analyzing Non-Biological Materials By The Use Of Chemical Means (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Fluid Adsorption Or Reactions (AREA)
Abstract
本发明涉及一种甲醛和氨的低温催化发光敏感材料，其特征是Pt原子掺杂的由Fe2O3、In2O3和V2O5组成的复合粉体材料。其制备方法是：将铁盐的苹果酸水溶液与铟盐和偏钒酸铵的柠檬酸水溶液混合，加入葡萄糖和异丙醇，然后加入氯铂酸，旋转蒸发掉三分之一水分后，保持一定温度连续搅拌下加入琼脂粉至溶液澄清，自然冷却形成凝胶。将此凝胶烘干、两段焙烧和自然冷却得到Pt原子掺杂的由Fe2O3、In2O3和V2O5组成的复合粉体材料。使用本发明所提供的敏感材料制作的气体传感器，可以在较低温度下工作并能现场高灵敏测定空气中的微量甲醛和氨而不受其它常见共存分子的干扰。
Description
技术领域
本发明涉及一种甲醛和氨的低温催化发光敏感材料，特别是Pt原子掺杂的由Fe2O3、In2O3和V2O5组成的复合粉体材料，属于传感技术领域。
背景技术
甲醛是一种无色易挥发的化工原料，作为胶粘剂原料、消毒剂、防腐剂和整理剂被广泛应用于压缩板、涂料、油漆、化妆品和包装材料等产品中。人们对空气中各种浓度的甲醛有不同的反映，当甲醛浓度在空气中达到0.06～0.07mg/m3时，儿童就会发生轻微气喘，达到0.1mg/m3时就有异味和不适感，达到0.5mg/m3时可刺激眼睛引起流泪，达到0.6mg/m3可引起咽喉不适或疼痛，达到1mg/m3时会引起大量流泪，达到10mg/m3时则感觉呼吸困难，达到30mg/m3时能使人窒息。长期接触低剂量甲醛(0.1mg/m3以下)可以引起慢性呼吸道疾病、女性妊娠综合症、新生儿体质降低和染色体异常等病变。氨气(NH3)是一种碱性、无色、具有强烈刺激性气味的气体，空气中的氨气因易溶于水而常被吸附在人体皮肤粘膜、眼结膜及呼吸道咽喉粘膜上。当空气中氨气浓度为0.5mg/m3时可使人感觉到刺激性气味；当空气中氨气浓度超过80mg/m3时，短时间内即可使人出现流泪、咽痛、咳嗽、胸闷、呼吸困难，并伴有头晕、头痛、恶心、呕吐、乏力等症状，严重的还会发生肺水肿和呼吸道病变。人们长期生活在低浓度的氨气环境中，可逐渐麻痹呼吸道纤毛和损害粘膜上皮组织，使病源微生物易于侵入，减弱身体对疾病的抵抗力。甲醛和氨气都是室内空气中的主要污染物。甲醛主要来自各种装饰装修材料，氨气则主要来自墙体施工时所使用的抗冻剂。甲醛和氨气的常规检测手段主要有：分光光度法、电化学法、气相色谱法、液相色谱法和化学发光法等。这些方法灵敏度都比较高，但都需要预先富集和适当处理才能通过分析仪器完成测定，必须在实验室完成，无法现场实现。甲醛和氨气的现场测定方法主要有检测管比色法，这种方法稳定性和灵敏度都不足，只能作为半定量方法使用。因此研究快速准确测定空气中微量甲醛和氨气的方法具有很强的现实意义。
发明人于2008年在《化学学报》上发表的题为“纳米复合氧化物催化发光法测定空气中的甲醛”的论文中使用改进的纳米级钼钒钛(原子比为2∶3∶5)复合氧化物作为敏感材料，可以在线检测0.07～34mg/m3的甲醛，检出限可达0.04mg/m3；于2011年在《MaterialsScience Forum》上发表的题为“A Novel Ammonia Sensor Utilizing Cataluminescenceon Nano-TiW3Cr2O14”的论文中使用纳米级钛钨铬(原子比1∶3∶2)复合氧化物作为敏感材料，可以在线检测1～50mg/m3的氨气，检出限可达0.5mg/m3。发明专利ZL201410161389.8公开了一种用于同时监测甲醛和氨的复合氧化物敏感材料，发明专利ZL201410605596.8公开了一种空气中甲醛、苯和氨的催化发光敏感材料。但是，在这些检测方法中，敏感材料的使用温度都超过300℃，这样的温度产生的热辐射背景能形成较强的基线信号，这种强基线将会严重影响传感器的灵敏度。
发明内容
本发明的目的是克服以往技术的不足，提供一种在较低温度下对甲醛和氨都有较高选择性和催化发光活性的敏感材料。用这种敏感材料制作的气体传感器背景信号很小，对甲醛和氨的灵敏度都有较大提高，可以同时测定空气中的微量甲醛和氨而不受常见共存分子的干扰。
本发明所述的敏感材料是Pt原子掺杂的由Fe2O3、In2O3和V2O5组成的复合粉体材料，其制备方法如下：
将易溶于酸性水溶液的铁盐溶于质量分数为10-15％的苹果酸水溶液中形成溶液A，将易溶于酸性水溶液的铟盐和偏钒酸铵共溶于质量分数为15-20％的柠檬酸水溶液中形成溶液B；将溶液A缓慢滴加到溶液B中，然后加入葡萄糖和异丙醇，在35-40℃温度下恒温搅拌至澄清，然后加入氯铂酸，加热回流3-4小时，旋转蒸发掉三分之一水分，降至室温后转移至烧杯中，水浴升温至92-96℃，保持温度连续搅拌下，加入琼脂粉并继续搅拌至溶液澄清，自然冷却至室温形成凝胶；将此凝胶烘干后，在箱式电阻炉中以每分钟不超过2℃的速度升温至250-300℃，保持此温度4小时，继续以每分钟不超过2℃的速度升温至350-400℃，保持此温度3小时，自然冷却至室温得到Pt原子掺杂的由Fe2O3、In2O3和V2O5组成的复合粉体材料。
其中，铁盐是氯化铁、高氯酸铁、硫酸铁和硝酸铁的无水物或水合物的一种或几种的混合物，铟盐是氯化铟、硝酸铟、硫酸铟、醋酸铟和磷酸铟的无水物或水合物的一种或几种的混合物。
当制得的复合敏感材料各组分质量分数满足Pt(0.5-1％)、Fe2O3(34-40％)、In2O3(35-40％)和V2O5(23-30％)时，用于作为空气中微量甲醛和氨的低温催化发光敏感材料具有很高的灵敏性和选择性。
具体实施方式
实施例1
将六水氯化铁溶于质量分数为10％的苹果酸水溶液中形成溶液A，将氯化铟和偏钒酸铵共溶于质量分数为15％的柠檬酸水溶液中形成溶液B；将溶液A缓慢滴加到溶液B中，然后加入葡萄糖和异丙醇，在39℃温度下恒温搅拌至澄清，然后加入氯铂酸，加热回流3小时，旋转蒸发掉三分之一水分，降至室温后转移至烧杯中，水浴升温至95℃，保持温度连续搅拌下，加入琼脂粉并继续搅拌至溶液澄清，自然冷却至室温形成凝胶；将此凝胶烘干后，在箱式电阻炉中以每分钟不超过2℃的速度升温至250℃，保持此温度4小时，继续以每分钟不超过2℃的速度升温至400℃，保持此温度3小时，自然冷却至室温得到Pt原子掺杂的由Fe2O3、In2O3和V2O5组成的复合粉体材料。
分析：对复合粉体材料进行成分分析，测得质量百分数为0.9％Pt、34.5％Fe2O3、36.2％In2O3和28.4％V2O5。
应用：以此粉体材料作为检测甲醛和氨的敏感材料，线性范围为甲醛0.05-38mg/m3和氨0.5-49mg/m3，检出限为甲醛0.02mg/m3和氨0.2mg/m3，工作温度215℃。
实施例2
将九水高氯酸铁溶于质量分数为11％的苹果酸水溶液中形成溶液A，将三水硝酸铟和偏钒酸铵共溶于质量分数为16％的柠檬酸水溶液中形成溶液B；将溶液A缓慢滴加到溶液B中，然后加入葡萄糖和异丙醇，在35℃温度下恒温搅拌至澄清，然后加入氯铂酸，加热回流4小时，旋转蒸发掉三分之一水分，降至室温后转移至烧杯中，水浴升温至92℃，保持温度连续搅拌下，加入琼脂粉并继续搅拌至溶液澄清，自然冷却至室温形成凝胶；将此凝胶烘干后，在箱式电阻炉中以每分钟不超过2℃的速度升温至260℃，保持此温度4小时，继续以每分钟不超过2℃的速度升温至390℃，保持此温度3小时，自然冷却至室温得到Pt原子掺杂的由Fe2O3、In2O3和V2O5组成的复合粉体材料。
分析：对复合粉体材料进行成分分析，测得质量百分数为0.7％Pt、36.2％Fe2O3、39.7％In2O3和23.4％V2O5。
应用：以此粉体材料作为检测甲醛和氨的敏感材料，线性范围为甲醛0.04-35mg/m3和氨0.5-54mg/m3，检出限为甲醛0.02mg/m3和氨0.2mg/m3，工作温度200℃。
实施例3
将硫酸铁和硝酸铁溶于质量分数为12％的苹果酸水溶液中形成溶液A，将五水硫酸铟和偏钒酸铵共溶于质量分数为17％的柠檬酸水溶液中形成溶液B；将溶液A缓慢滴加到溶液B中，然后加入葡萄糖和异丙醇，在36℃温度下恒温搅拌至澄清，然后加入氯铂酸，加热回流3小时，旋转蒸发掉三分之一水分，降至室温后转移至烧杯中，水浴升温至94℃，保持温度连续搅拌下，加入琼脂粉并继续搅拌至溶液澄清，自然冷却至室温形成凝胶；将此凝胶烘干后，在箱式电阻炉中以每分钟不超过2℃的速度升温至270℃，保持此温度4小时，继续以每分钟不超过2℃的速度升温至380℃，保持此温度3小时，自然冷却至室温得到Pt原子掺杂的由Fe2O3、In2O3和V2O5组成的复合粉体材料。
分析：对复合粉体材料进行成分分析，测得质量百分数为0.5％Pt、37.3％Fe2O3、35.5％In2O3和26.7％V2O5。
应用：以此粉体材料作为检测甲醛和氨的敏感材料，线性范围为甲醛0.05-44mg/m3和氨0.5-46mg/m3，检出限为甲醛0.02mg/m3和氨0.2mg/m3，工作温度188℃。
实施例4
将九水硝酸铁溶于质量分数为13％的苹果酸水溶液中形成溶液A，将六水醋酸铟、磷酸铟和偏钒酸铵共溶于质量分数为18％的柠檬酸水溶液中形成溶液B；将溶液A缓慢滴加到溶液B中，然后加入葡萄糖和异丙醇，在37℃温度下恒温搅拌至澄清，然后加入氯铂酸，加热回流4小时，旋转蒸发掉三分之一水分，降至室温后转移至烧杯中，水浴升温至93℃，保持温度连续搅拌下，加入琼脂粉并继续搅拌至溶液澄清，自然冷却至室温形成凝胶；将此凝胶烘干后，在箱式电阻炉中以每分钟不超过2℃的速度升温至280℃，保持此温度4小时，继续以每分钟不超过2℃的速度升温至370℃，保持此温度3小时，自然冷却至室温得到Pt原子掺杂的由Fe2O3、In2O3和V2O5组成的复合粉体材料。
分析：对复合粉体材料进行成分分析，测得质量百分数为0.8％Pt、37.1％Fe2O3、36.6％In2O3和25.5％V2O5。
应用：以此粉体材料作为检测甲醛和氨的敏感材料，线性范围为甲醛0.05-37mg/m3和氨0.4-42mg/m3，检出限为甲醛0.02mg/m3和氨0.2mg/m3，工作温度195℃。
实施例5
将六水氯化铁溶于质量分数为14％的苹果酸水溶液中形成溶液A，将磷酸铟和偏钒酸铵共溶于质量分数为19％的柠檬酸水溶液中形成溶液B；将溶液A缓慢滴加到溶液B中，然后加入葡萄糖和异丙醇，在38℃温度下恒温搅拌至澄清，然后加入氯铂酸，加热回流3小时，旋转蒸发掉三分之一水分，降至室温后转移至烧杯中，水浴升温至92℃，保持温度连续搅拌下，加入琼脂粉并继续搅拌至溶液澄清，自然冷却至室温形成凝胶；将此凝胶烘干后，在箱式电阻炉中以每分钟不超过2℃的速度升温至290℃，保持此温度4小时，继续以每分钟不超过2℃的速度升温至360℃，保持此温度3小时，自然冷却至室温得到Pt原子掺杂的由Fe2O3、In2O3和V2O5组成的复合粉体材料。
分析：对复合粉体材料进行成分分析，测得质量百分数为0.6％Pt、39.6％Fe2O3、35.4％In2O3和24.4％V2O5。
应用：以此粉体材料作为检测甲醛和氨的敏感材料，线性范围为甲醛0.05-53mg/m3和氨0.5-62mg/m3，检出限为甲醛0.02mg/m3和氨0.2mg/m3，工作温度205℃。
实施例6
将九水高氯酸铁溶于质量分数为15％的苹果酸水溶液中形成溶液A，将五水硫酸铟、六水醋酸铟和偏钒酸铵共溶于质量分数为20％的柠檬酸水溶液中形成溶液B；将溶液A缓慢滴加到溶液B中，然后加入葡萄糖和异丙醇，在40℃温度下恒温搅拌至澄清，然后加入氯铂酸，加热回流3小时，旋转蒸发掉三分之一水分，降至室温后转移至烧杯中，水浴升温至96℃，保持温度连续搅拌下，加入琼脂粉并继续搅拌至溶液澄清，自然冷却至室温形成凝胶；将此凝胶烘干后，在箱式电阻炉中以每分钟不超过2℃的速度升温至300℃，保持此温度4小时，继续以每分钟不超过2℃的速度升温至350℃，保持此温度3小时，自然冷却至室温得到Pt原子掺杂的由Fe2O3、In2O3和V2O5组成的复合粉体材料。
分析：对复合粉体材料进行成分分析，测得质量百分数为0.7％Pt、35.9％Fe2O3、38.8％In2O3和24.6％V2O5。
应用：以此粉体材料作为检测甲醛和氨的敏感材料，线性范围为甲醛0.05-33mg/m3和氨0.5-51mg/m3，检出限为甲醛0.02mg/m3和氨0.2mg/m3，工作温度200℃。
Claims (2)
1.一种甲醛和氨的低温催化发光敏感材料，其特征是Pt原子掺杂的由Fe2O3、In2O3和V2O5组成的复合粉体材料，其中各组分的质量百分数范围为0.5-1％Pt、34-40％Fe2O3、35-40％In2O3和23-30％V2O5，其制备方法是：将易溶于酸性水溶液的铁盐溶于质量分数为10-15％的苹果酸水溶液中形成溶液A，将易溶于酸性水溶液的铟盐和偏钒酸铵共溶于质量分数为15-20％的柠檬酸水溶液中形成溶液B；将溶液A缓慢滴加到溶液B中，然后加入葡萄糖和异丙醇，在35-40℃温度下恒温搅拌至澄清，然后加入氯铂酸，加热回流3-4小时，旋转蒸发掉三分之一水分，降至室温后转移至烧杯中，水浴升温至92-96℃，保持温度连续搅拌下，加入琼脂粉并继续搅拌至溶液澄清，自然冷却至室温形成凝胶；将此凝胶烘干后，在箱式电阻炉中以每分钟不超过2℃的速度升温至250-300℃，保持此温度4小时，继续以每分钟不超过2℃的速度升温至350-400℃，保持此温度3小时，自然冷却至室温得到Pt原子掺杂的由Fe2O3、In2O3和V2O5组成的复合粉体材料。
2.根据权利要求1所述的一种甲醛和氨的低温催化发光敏感材料，其特征是所述的铁盐是氯化铁、高氯酸铁、硫酸铁和硝酸铁的无水物或水合物的一种或几种的混合物，铟盐是氯化铟、硝酸铟、硫酸铟、醋酸铟和磷酸铟的无水物或水合物的一种或几种的混合物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201910613871.3A CN110455977B (zh) | 2019-06-30 | 2019-06-30 | 一种甲醛和氨的低温催化发光敏感材料 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201910613871.3A CN110455977B (zh) | 2019-06-30 | 2019-06-30 | 一种甲醛和氨的低温催化发光敏感材料 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN110455977A CN110455977A (zh) | 2019-11-15 |
| CN110455977B true CN110455977B (zh) | 2021-06-08 |
Family
ID=68482396
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201910613871.3A Expired - Fee Related CN110455977B (zh) | 2019-06-30 | 2019-06-30 | 一种甲醛和氨的低温催化发光敏感材料 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN110455977B (zh) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111638207B (zh) * | 2020-05-13 | 2023-04-21 | 北京联合大学 | 低温甲醛、氨和一氧化碳的敏感材料 |
| CN114703659B (zh) * | 2022-03-14 | 2024-07-02 | 陕西师范大学 | Pt/In2O3-x复合纳米纤维材料及其制备方法和应用 |
Citations (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1290573A (zh) * | 2000-10-04 | 2001-04-11 | 中国科学院兰州化学物理研究所 | 一种净化空气的光催化剂 |
| CN1618516A (zh) * | 2004-09-28 | 2005-05-25 | 北京联合大学生物化学工程学院 | 用于净化空气的纳米复合光催化剂 |
| CN1693416A (zh) * | 2005-05-25 | 2005-11-09 | 浙江大学 | 双稀土有机配合物掺杂温敏传感发光材料及其制备方法 |
| CN101144789A (zh) * | 2007-09-24 | 2008-03-19 | 武汉工程大学 | 甲醛气敏材料及其制备方法以及甲醛气敏器件的制作方法 |
| KR101035003B1 (ko) * | 2008-07-16 | 2011-05-20 | 한국과학기술연구원 | 촉매를 포함하는 금속산화물 가스센서 및 이의 제조방법 |
| CN104897732A (zh) * | 2014-03-03 | 2015-09-09 | 中国科学院大连化学物理研究所 | 一种甲醛气体传感器气敏膜的制备方法 |
| KR101551539B1 (ko) * | 2013-11-01 | 2015-09-09 | 한국과학기술원 | 금속 촉매의 전사 방법에 의해 결착된 라즈베리 중공 구조의 금속 산화물 소재, 그 제조방법 및 이를 이용한 고감도 센서 |
| CN105158303A (zh) * | 2015-09-09 | 2015-12-16 | 安徽工程大学 | 贵金属/贱金属氧化物/石墨烯三元复合气敏材料及制备 |
| CN105527276A (zh) * | 2015-12-25 | 2016-04-27 | 北京联合大学 | 快速测定甲醛和二氧化硫的催化发光敏感材料 |
| CN106537103A (zh) * | 2014-07-31 | 2017-03-22 | 富士胶片株式会社 | 紫外线感知片、紫外线感知套组及紫外线感知方法 |
| CN106999847A (zh) * | 2014-09-10 | 2017-08-01 | 日东电工株式会社 | 改进的空气净化系统和用于除去甲醛的方法 |
| CN107233923A (zh) * | 2017-06-23 | 2017-10-10 | 青岛阳光动力生物医药技术有限公司 | 一种光动力催化分解甲醛及有机气体的材料及其制备方法 |
| CN108455659A (zh) * | 2018-04-28 | 2018-08-28 | 电子科技大学 | 一种纳米棒状氧化铟气敏材料的制备方法 |
| CN108654639A (zh) * | 2017-03-31 | 2018-10-16 | 苏州工业园区新国大研究院 | 用于甲醛常温氧化的催化剂及其制备方法和应用 |
| KR101973901B1 (ko) * | 2018-06-22 | 2019-04-29 | 한국과학기술원 | 키토산-금속 복합물을 활용하여, 나노촉매가 기능화된 금속산화물 나노섬유 및 이를 이용한 가스센서용 부재, 가스센서 및 그 제조방법 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20090065370A1 (en) * | 2004-12-28 | 2009-03-12 | Nair Balakrishnan G | Ammonia gas sensor method and device |
-
2019
- 2019-06-30 CN CN201910613871.3A patent/CN110455977B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1290573A (zh) * | 2000-10-04 | 2001-04-11 | 中国科学院兰州化学物理研究所 | 一种净化空气的光催化剂 |
| CN1618516A (zh) * | 2004-09-28 | 2005-05-25 | 北京联合大学生物化学工程学院 | 用于净化空气的纳米复合光催化剂 |
| CN1693416A (zh) * | 2005-05-25 | 2005-11-09 | 浙江大学 | 双稀土有机配合物掺杂温敏传感发光材料及其制备方法 |
| CN101144789A (zh) * | 2007-09-24 | 2008-03-19 | 武汉工程大学 | 甲醛气敏材料及其制备方法以及甲醛气敏器件的制作方法 |
| KR101035003B1 (ko) * | 2008-07-16 | 2011-05-20 | 한국과학기술연구원 | 촉매를 포함하는 금속산화물 가스센서 및 이의 제조방법 |
| KR101551539B1 (ko) * | 2013-11-01 | 2015-09-09 | 한국과학기술원 | 금속 촉매의 전사 방법에 의해 결착된 라즈베리 중공 구조의 금속 산화물 소재, 그 제조방법 및 이를 이용한 고감도 센서 |
| CN104897732A (zh) * | 2014-03-03 | 2015-09-09 | 中国科学院大连化学物理研究所 | 一种甲醛气体传感器气敏膜的制备方法 |
| CN106537103A (zh) * | 2014-07-31 | 2017-03-22 | 富士胶片株式会社 | 紫外线感知片、紫外线感知套组及紫外线感知方法 |
| CN106999847A (zh) * | 2014-09-10 | 2017-08-01 | 日东电工株式会社 | 改进的空气净化系统和用于除去甲醛的方法 |
| CN105158303A (zh) * | 2015-09-09 | 2015-12-16 | 安徽工程大学 | 贵金属/贱金属氧化物/石墨烯三元复合气敏材料及制备 |
| CN105527276A (zh) * | 2015-12-25 | 2016-04-27 | 北京联合大学 | 快速测定甲醛和二氧化硫的催化发光敏感材料 |
| CN108654639A (zh) * | 2017-03-31 | 2018-10-16 | 苏州工业园区新国大研究院 | 用于甲醛常温氧化的催化剂及其制备方法和应用 |
| CN107233923A (zh) * | 2017-06-23 | 2017-10-10 | 青岛阳光动力生物医药技术有限公司 | 一种光动力催化分解甲醛及有机气体的材料及其制备方法 |
| CN108455659A (zh) * | 2018-04-28 | 2018-08-28 | 电子科技大学 | 一种纳米棒状氧化铟气敏材料的制备方法 |
| KR101973901B1 (ko) * | 2018-06-22 | 2019-04-29 | 한국과학기술원 | 키토산-금속 복합물을 활용하여, 나노촉매가 기능화된 금속산화물 나노섬유 및 이를 이용한 가스센서용 부재, 가스센서 및 그 제조방법 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| Pt-activated Ce4La6O17 nanocomposites for formaldehyde and carbon monoxide sensor at low operating temperature;Fuxiu Yang et al.;《Journal of Alloys and Compounds》;20190206(第787期);第173-179页 * |
| 纳米复合氧化物催化发光法测定空气中的甲醛;周考文等;《化学学报》;20081231;第66卷(第8期);第943-946页 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN110455977A (zh) | 2019-11-15 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN104297416B (zh) | 空气中甲醛、苯和氨的催化发光敏感材料 | |
| CN104297436B (zh) | 一种检测甲醛和甲醇的交叉敏感材料 | |
| CN105527276B (zh) | 快速测定甲醛和二氧化硫的催化发光敏感材料 | |
| CN103792227B (zh) | 甲醛和苯的纳米复合氧化物敏感材料 | |
| CN102175815B (zh) | 一种监测二氧化硫的纳米敏感材料 | |
| CN110455977B (zh) | 一种甲醛和氨的低温催化发光敏感材料 | |
| CN101382492B (zh) | 乙醇的催化发光气敏材料 | |
| CN108519459B (zh) | 低温甲醛、二氧化硫和三甲胺的敏感材料 | |
| CN107976434A (zh) | 同时测定空气中甲醛、苯和三甲胺的敏感材料 | |
| CN103969249B (zh) | 用于同时监测甲醛和氨的复合氧化物敏感材料 | |
| CN110045055B (zh) | 一种三甲胺和硫化氢的高选择敏感材料 | |
| CN104267023B (zh) | 一种快速检测乙醇和丙酮的敏感材料 | |
| CN103163123B (zh) | 甲醇的催化敏感材料 | |
| CN110658186B (zh) | 同时测定甲醛、苯和一氧化碳的敏感材料 | |
| CN108802016B (zh) | 一种高选择测定空气中微量甲醛的敏感材料 | |
| CN100580455C (zh) | 氨的纳米复合氧化物敏感材料 | |
| CN108445141A (zh) | 一种低温甲醛催化发光敏感材料 | |
| CN110672591B (zh) | 一种空气中甲醛和三甲胺的低温响应敏感材料 | |
| CN104267022B (zh) | 空气中氨和苯的交叉敏感材料及其制备方法 | |
| CN104897845A (zh) | 甲醛、甲醇和乙醇的催化氧化催化剂 | |
| CN107976433B (zh) | 一种低温二氧化硫催化氧化材料 | |
| CN104122364B (zh) | 甲醇和苯的催化发光敏感材料 | |
| CN102809557B (zh) | 一种检测硫化氢的纳米敏感材料 | |
| CN110455978B (zh) | 一种苯和氨的低温催化发光交叉敏感材料 | |
| CN110376196A (zh) | 一种同时响应硫化氢和二氧化硫的敏感材料 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20210608 |