一种高选择性的检测丙酮蒸气催化发光传感器

设计了一种基于纳米材料SrCO3中掺杂Dy2O3的催化发光(CTL)丙酮蒸气传感器。通过掺杂Dy2O3使体系选择性显著提高。当Dy2O3的掺杂量为33%时,催化发光强度是不掺杂的3倍。当各测试气体浓度均为2000mL/m3时,三氯甲烷、二氯乙烷、甲醛和苯气体不干扰丙酮的测定。乙醇和正丁烷只引起15%和2.1%的干扰。在温度383℃、波长425nm、空气流速为360mL/min的最佳条件下,催化发光强度与丙酮蒸气浓度在1.0～5000mL/m3内呈良好的线性关系,检出限为0.30mL/m3。本传感器响应和恢复时间快速。     

纳米颗粒的超临界干燥法制备及用于醋酸乙烯蒸气的催化发光检测

利用乙醇超临界流体干燥技术 (SCFD)(280 ℃× 7.0 MPa×30 min)制备了纳米MgO及Y2O3颗粒,发现其对一些有害气体的催化发光强度远高于普通干燥技术制备的纳米MgO及Y2O3.设计了一种以SCFD技术合成的纳米MgO为敏感材料,催化发光检测醋酸乙烯蒸气的传感器.此传感器具有很高的灵敏度及优异的选择性,在温度279 ℃、波长425 nm、空气流速为160 mL/min的最佳条件下,催化发光强度与醋酸乙烯蒸气浓度在1.8～1800 mg/m3内呈良好的线性关系,检出限为0.7 mg/m3.当浓度相同的丙酮、乙醛、乙酸乙酯、乙酸、甲醛、氨水、乙醇、苯和甲醇蒸气通过此传感器时,除乙醇引起3.56%的干扰外,其它气体基本不干扰醋酸乙烯的测定.应用本方法可快速测定车间空气中的醋酸乙烯.     

基于氧化钛-氧化钇粉体催化发光甲醛气体传感器的研究

研究了甲醛在TiO2-Y2O3(质量比为3∶1)粉体表面催化发光行为,发现基于这种催化剂的气体传感器对甲醛的检测具有高灵敏度和较强的选择性。在波长490 nm处进行定量分析,催化发光强度与甲醛浓度在一定范围内呈良好的线性关系,其线性范围为0.08~40 mL/m3(r=0.9991,n=6);检出限为0.03 mL/m3(S/N=3)。外来物质如环己烷、正己烷、三氯甲烷、苯、乙醇、甲醇、乙醛、氨、水蒸气等与甲醛共存时,除了乙醇和氨分别引起干扰外,水蒸气与其它气体不干扰测定。该传感器工作时间可达80 h以上,是一种长寿命的、性能稳定的气体传感器,并成功地实现了对甲醛的实时在线检测。     

基于纳米复合氧化物催化发光的乙醇传感器

基于纳米材料上乙醇的催化发光现象,建立了直接测定空气中乙醇浓度的方法.实验发现,乙醇在纳米级钛锆镧(原子比为5∶2∶1)复合氧化物表面有较高的发光强度和较好的选择性,以此为敏感材料可以建立一种高效稳定的乙醇气体传感器,其最佳操作条件为:分析波长620nm,测定温度310℃,载气流速130mL/min.方法的检测限为(3σ)1.3mg/m3,线性范围为2～230mg/m3,相关系数为0.9990,回收率为97.4%～102.7%.对常见共存物的研究发现,甲醛、丙酮、苯、氨、二氧化硫和二氧化碳都不干扰测定,该传感器的连续工作时间可达120h以上.     

纳米MgO催化发光检测硫化氢

研究了硫化氢在纳米Mg O表面的催化发光现象,发现纳米Mg O对硫化氢具有较好的特异性,据此设计了硫化氢催化发光传感器。通过优化设计建立了一种快速检测硫化氢的新方法,线性范围为2.00~200ppm(r=0.999 3),检出限为0.8 ppm(信噪比S/N=3)。采用此传感器进行人工合成样品中硫化氢的加标回收分析,回收率为88.4%~97.2%。此传感器具有灵敏、快速、操作简便等优点,在硫化氢快速检测领域具有潜在应用前景。该文还探讨了硫化氢的催化发光反应机理。     

基于低温等离子体辅助催化发光的乙烯传感器

将等离子体的高活化性能与催化发光的传感特性相结合,以成本低、合成简单的碱土金属纳米MgO为传感材料,构建了基于低温等离子体辅助的催化发光传感器,用于乙烯的快速检测.由于等离子体具有高活化性能,本方法的检测温度远低于传统的催化发光检测法的常用温度(300~500℃),无需加热装置,在室温下实现了对乙烯快速、灵敏的检测.室温(25℃)下,对乙烯的检出限为37 ng/mL (30 ppm),线性范围为112~4997 ng/mL (90~3998 ppm, R=0.97669),传感器具有良好的选择性和重现性.此传感器制备简单、稳定性高、低能耗、成本低,与传统的气体检测方法相比具有良好的实用性和普适性,为开发性能优异的新型催化发光传感器提供了策略.     

高灵敏甲胎蛋白夹心免疫传感器的制备

构建了新型甲胎蛋白(AFP)夹心免疫传感器.采用金纳米粒子-氧化石墨烯-普鲁士蓝纳米立方体(AuNP-GO-PBNCs)纳米复合材料标记甲胎蛋白(AFP)二抗,将制备的金-聚多巴胺-四氧化三铁(Au-PDA-Fe3O4)磁性纳米复合物固定在自制的磁性电极表面,通过吸附作用固定AFP一抗,用牛血清白蛋白(BSA)封闭电极上的非特异性吸附位点.在37℃下与AFP抗原溶液孵育50 min,最后将电极放入AuNP-GO-PBNCs纳米复合材料标记的二抗溶液中孵育,基于此建立了采用普鲁士蓝(PB)标记的的夹心免疫传感器检测AFP的方法.在最佳实验条件下,PB催化H2O2氧化的响应电流与AFP的浓度表现出两段线性关系,线性范围分别为0.005~1.000 ng/mL和1~20 ng/mL, 检出限(LOD, S/N=3)为1.0 pg/mL.本方法具有灵敏度高、选择性好的特点.     

基于电活性铁氰化镍和金属模拟酶协同催化的蛋白质电化学检测

该文设计了一种基于金属纳米模拟酶协同催化产生不溶性沉淀的“signal-off”型电化学免疫传感器用于超灵敏检测甲胎蛋白(AFP）。通过夹心免疫法将具有辣根过氧化物活性的二抗耦合物空心纳米金-铂钯纳米颗粒(HAuNPs-PtPdNPs-Ab2）固载在电活性物质铁氰化镍纳米颗粒修饰的电极上。在H2O2存在下,以AFP捕获的二抗耦合物中的HAuNPs和PtPdNPs作为辣根过氧化物模拟酶催化4-氯-1-萘酚(4-CN）,并在电极界面生成不溶且不导电的沉淀物苯并-4-氯己二烯酮(4-CD）,有效阻碍了电子传递,电化学信号显著降低,可用于AFP的定量检测。实验表明,该传感器对0.1 pg/mL~200 ng/mL AFP表现出良好的检测线性,检出限(S/N=3）为33 fg/mL。该传感策略具有协同催化作用,可提供一种新的多重信号放大方法用于改善传感器的灵敏度。     

γ-Fe_2O_3纳米纤维的丙酮敏感特性

采用静电纺丝法制备了PVP/FeC6H5O7复合纳米纤维,并将复合纤维在500℃高温烧结3 h,X射线衍射分析(XRD)表明,烧结后的产物为正尖晶石结构的γ-Fe2O3晶体.扫描电子显微镜(SEM)观测结果表明,制得了直径均匀、连续的复合纳米纤维,其平均直径约为1000 nm;烧结后的γ-Fe2O3纳米纤维保持了其连续性,但纤维发生了收缩,直径较烧结前小,平均约为600 nm.比表面积分析表明,γ-Fe2O3纳米纤维比表面积为57.18 m2/g.气敏性能测试结果表明,230℃为γ-Fe2O3纳米纤维检测丙酮气体的最佳工作温度.在此温度下,γ-Fe2O3纳米纤维对丙酮气体表现出高响应度[S=6.9,c(Acetone)=7.88×104mg/m3]和线性度(7.88×102~1.58×105mg/m3浓度范围内).同时,γ-Fe2O3纳米纤维气体传感器件还表现出良好的长期稳定性.     

基于脂质体信号增强癌胚抗原电化学免疫传感器的研究

研究了在玻碳电极利用巯基乙胺固定纳米金、然后纳米金固载癌胚抗体(Ab1),采用脂质体包裹电子媒介体硫堇,脂质体周围联接标记辣根过氧化物酶(HRP)的癌胚抗体(Ab2)对其传感器进行信号放大,通过循环伏安法考察了该免疫传感器的电化学特性,在优化的实验条件下,该免疫传感器的峰电流随着检测溶液中癌胚抗原(CEA)浓度的增大而增大,并在0.05～200 ng/mL CEA范围内呈现线性关系,回归方程为:Δi=0.20+0.24ρ(ng/mL);检测限为:18pg/mL(R=0.9947)。该免疫传感器可用于临床上对CEA的检测。     

基于TiO2-Y2O3粉体催化发光甲醇气体传感器的研究

发现当甲醇气体通过TiO₂-Y₂O₃ (质量比为3∶1)粉体表面时, 可被空气中的O₂催化氧化产生强烈的化学发光, 基于此研制了一种新型的甲醇气体传感器. 此传感器对甲醇的检测具有较高灵敏度和较强的选择性. 在波长490 nm处进行定量分析, 催化发光强度与甲醇浓度在一定范围内呈良好的线性关系, 其线性范围为25.74～12870 mg/m³ (r＝0.9995, n＝8); 检出限为8.58 mg/m³(信噪比＝3). 外来物质如正己烷、三氯甲烷、苯、无水乙醇、甲醛、丙酮、氨、甲苯与甲醇共存时, 除了丙酮、乙醇和氨分别引起干扰外, 苯与其它气体不干扰测定. 该传感器工作时间可持续80 h以上, 是一种长寿命的、性能稳定的气体传感器, 并成功地实现了对甲醇气体的实时在线检测.     

Detection of acetone in the human breath as diabetes biomarker based on PPy/WO3 nanocomposite sensor by FFT continuous cyclic voltammetry method

This research represents a novel detection method of acetone level in the exhaled breath samples (RH=88 %) based on polypyrrole/tungsten oxide (PPy/WO₃) nanocomposite sensor. The PPy/WO₃ sensor was fabricated by the deposition of nanocomposite on/between interdigitated electrodes (IDEs) through electrospray coating and was then characterized by FE-SEM imaging. In this detection method, the coulometric signal of the sensor was calculated using Fast Fourier Continuous Cyclic Voltammetry (FFTCCV), where cyclic voltammetry (CV) was applied to the sensor in the defined potential rang and then charge changes of the sensor was obtained by integration of the current in all scanned potential ranges. FFTCCV method enhances the sensitivity of the sensor when exposed to the gas mixtures containing acetone. In addition to its fast coulometric response time (≤5 s) in the two linear ranges of 0.7–2.8 ppm and 2.8–28.2 ppm (R²=0.99), FFTCCV method provides the low detection limit of 70 ppb, and high sensitivity toward acetone at the optimum values of the parameters. The fabricated sensor showed great selectivity toward acetone when exposed to humid air and some exhaled gas like carbon dioxide, ammonia, methanol, ethanol and alkyl amines. The results were very satisfying as the sensor was capable to detect different acetone levels in human exhaled breath as non-invasive diagnosis of diabetes with a good correlation (R²≃0.9) to the routine blood sugar test taken by different commercial glucometers results.     

基于稀土材料催化化学发光法检测乙腈气体传感器的研究

基于稀土粉体材料Y2O3催化乙腈气体在其表面发生氧化反应而产生化学发光现象,研制了一种基于化学发光原理检测乙腈的气体传感器。研究结果表明,该传感器具有较高灵敏度和较强的选择性。在温度175℃,波长490 nm条件下,其催化化学发光强度与乙腈浓度在一定范围内呈良好的线性关系,线性范围为2.9~290.0 mg/m3(r=0.9955);检出限为1 mg/m3。该传感器操作简便、性能稳定,实现了对乙腈气体的实时在线检测。     

气相色谱法测定工业废气中的丙酮

用活性炭吸附管采集吸附工业废气中的丙酮,经二硫化碳解吸后由自动进样器送入气相色谱仪中分离并由FID检测器检测。2 mL二硫化碳解吸溶剂中丙酮的绝对量在1.58~6.32 mg时,测定结果的相对标准偏差为2.4%~3.7%(n=5)。当样品采集量为10 L时,方法检出限为0.4 mg/m3。所用活性炭采样管对丙酮的吸附效果良好,100 g活性炭对丙酮的穿透容量大于15 mg。二硫化碳溶剂对吸附在活性炭中的丙酮解吸效果较好,丙酮加标量为3.95~15.80 mg时,解吸效率为93.8%~100.9%。     

In2O3/CdO复合材料的制备及气敏特性

采用水热合成方法制备了花状In2O3纳米材料.利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、能量色散X射线光谱(EDX)及透射电镜(TEM)对材料的结晶学特性及微结构进行了表征.制备的In2O3材料呈现花状,是由粒径约20nm的椭球状小颗粒构成的分级结构材料.将制备的In2O3与纳米CdO以摩尔比1:1混合后,发现制成的In2O3/CdO复合材料经热处理后呈现葡萄状多孔结构.测试In2O3/CdO复合材料制作的气敏元件处于最佳工作温度(410°C)时,对0.05×10-6(体积分数,φ)的甲醛气体表现出较高的灵敏度.对比测试发现,In2O3/CdO复合材料制作的气敏元件对不同浓度甲醛的灵敏度明显优于纯花状In2O3纳米材料.同时In2O3/CdO复合材料制作的气敏元件在乙醇、甲苯、丙酮、甲醇以及氨气等干扰气体中具有对甲醛良好的选择性.讨论了In2O3/CdO复合材料气敏元件的敏感机理.     

Interaction of acetone with ammonia and alcohols over a HZSM-5 zeolite: Part 1. Methanol

Temperature-programmed desorption accompanied by conversion (TPDC) of preadsorbed acetone was studied on a HZSM-5 zeolite with Si/Al=13.5. The reactivity of surface species created from acetone with methanol, ammonia and mixtures of these was investigated by analysing the composition of the products released (using a mass spectrometer) and the composition of the surface species (using a ¹³C MAS NMR spectrometer). It was found that ammonia reacts with the carbonyl group of acetone surface species to imino carbocations in both the absence and presence of methanol, and methanol alkylates the acetone surface species whether ammonia is present or absent. The decomposition of the species created from acetone, methanol and ammonia leads to different products than the decomposition of the species formed on the zeolite either from acetone (or methanol) alone or from acetone (or methanol) and ammonia. The strong dehydrogenation function of HZSM-5 resulted in the release of acetonitrile and HCN from acetone and methanol, respectively (in the presence of ammonia), while pyridinium bases (in the presence of all 3 reactants) appeared only in trace amounts.     

Sn掺杂MoO_3的制备、表征及气敏性能

以仲钼酸铵和四氯化锡为原料,采用水热法制备了不同Sn掺杂比例的MoO_3;利用X射线衍射(XRD),扫描电子显微镜(SEM)和Brunauer-Emmett Teller(BET)测试等手段对材料进行了物相、形貌结构和孔径表征;测试了其对乙醇、二氯甲烷、甲醇、甲醛、甲酸、四氯化碳、氨气和丙酮等气体的传感性能.结果表明,Sn掺杂未改变MoO_3的结构;290℃为气体传感测试的最佳测试温度;掺杂后的MoO_3对乙醇气体的灵敏度和响应时间均优于纯相MoO_3,Sn掺杂摩尔比为5%时效果最好,500 mg/m~3测试条件下对乙醇的灵敏度为19.64,响应时间为1.1 s.     

基于硫堇掺杂的聚乙烯醇薄膜的光波导传感器检测硫化氢气体

采用旋转甩涂法将硫堇掺杂的聚乙烯醇薄膜固定在K⁺交换玻璃光波导表面,研制出一种高灵敏硫化氢气体传感器。 传感膜与硫化氢(H₂S)气体作用时,薄膜颜色从紫色变为无色,从而降低薄膜对倏逝波的吸收,使传感器的输出光强度（信号）增强。 采用流动注射法对H₂S气体进行检测。 实验结果表明,H₂S传感器对浓度在0.14~56 mg/m3范围的H₂S气体具有良好的线性响应（r=0.99667）,检出限为0.11 mg/m³(S/N=3),相对标准偏差为4.0%,响应时间（t90）＜2 s。 该传感器具有灵敏度高、响应快、可逆性和重复性好等特点。     

高效液相色谱法测定柑橘皮中新橙皮苷

提出了高效液相色谱法测定柑橘皮中新橙皮苷含量的方法。样品用甲醇超声提取,定容至50mL。以SinoChrom ODS-BP色谱柱(250mm×4.6mm,10μm)为分离柱,以甲醇-水(36+64)溶液作为流动相,用紫外检测器在波长283nm处进行测定。新橙皮苷质量浓度在0.005 3～0.32g.L-1范围内与其峰面积呈线性关系,方法的检出限(3S/N)为0.6mg.L-1。方法的平均回收率为90.3%,相对标准偏差(n=6)为1.7%。