[发明专利]纳米氧化镁在检测气体中醋酸乙烯中的应用

说明书

技术领域

本发明涉及测量领域，具体涉及利用物质的化学特性检测其含量。

背景技术

醋酸乙烯(CH₂＝CHOOCCH₃)是一种用途广泛的化学药剂，主要用于有机合成(如合成维尼纶)、制备粘结剂和涂料工业等，但是醋酸乙烯对人体和环境都具有较大的危害性。醋酸乙烯对人体健康危害主要体现在其蒸汽会刺激眼睛、皮肤和呼吸道，高浓度或长时间接触会引起皮肤刺激(起泡，灼伤，皮炎)，眼睛刺激，肺损伤，中枢神经系统改变以及心肝损伤。另外，由研究表明醋酸乙烯具有高的潜在致癌性，被加利福尼亚环境保护机构的环境健康危害物评估署认定为动物致癌物。醋酸乙烯对环境的危害主要体现在其易燃性：醋酸乙烯蒸气与空气可形成爆炸性混合物；遇明火、高热能引起燃烧爆炸；与氧化剂能发生强烈反应；极易受热、光或微量的过氧化物作用而聚合；其蒸气比空气重，能在较低处扩散到相当远的地方，遇明火会引着回燃。目前，监测醋酸乙烯的方法主要是气相色谱法和气相色谱-质谱法，其中气相色谱-质谱法具有很高的选择性及灵敏度，检出限也较好，但所用仪器的体积庞大，操作复杂，不能即时检测，而且价格昂贵，维修成本高。

纳米氧化镁是随着纳米材料技术的发展而出现的一种新型功能精细无机材料，其粒径介于1-100nm，具有碱性氧化物的通性，且高度耐火和绝缘，广泛应用于高级陶瓷材料、电器绝缘材料、化妆品、香粉、油漆、橡胶填充剂、酸性气体吸附剂、催化剂载体等领域，有着广阔的应用前景和巨大的经济潜力，但未见该材料在检测醋酸乙烯方面的报道。

发明内容

本发明要解决的技术问题提供一种纳米氧化镁的新用途。

上述新用途是纳米氧化镁在检测气体中醋酸乙烯中的应用。

本发明人实验中发现，适宜的条件下含醋酸乙烯的气体在纳米氧化镁材料上可产生催化发光现象，便联想到利用该现象可检测气体中醋酸乙烯的含量，进而研究出实用的检测方法，该方法是：

(1)将醋酸乙烯浓度为2～2000ppm的气体样品以400mL/min的流速流经加热至331℃的表面涂有纳米氧化镁的陶瓷电加热管的外表，产生化学发光，用波长为425nm的滤波片检出光波信号，然后将每一气体样品的光波信号强度和醋酸乙烯浓度进行线性回归处理，得到醋酸乙烯含量与气体的光波信号强度的线性方程；

(2)采用步骤(1)中检测气体样品的光波信号强度的相同方法检测得到待测气体所发出的光波信号强度，将该光波信号强度值代入步骤(1)所得到的线性方程，算得待测气体中醋酸乙烯的含量。

本发明上述方法中，检出光波信号和将所得光波信号强度和醋酸乙烯气体浓度的数据进行线性回归处理的仪器为公知的微弱发光检测仪或其它类似仪器。

为了更好地实施本发明所述的方法，使醋酸乙烯气体在加热的纳米氧化镁外表产生化学发光，本发明还提供一种传感器，该传感器由石英管、陶瓷电加热管、检波波长为425nm的滤波片和光电倍增管组成，其中，所述的陶瓷电加热管插在石英管内；所述的滤波片设在石英管的外侧，受光面与陶瓷电加热管平行；所述的光电倍增管与光学滤波片同轴并串设在光学滤波片的背光面；其特征是所述的陶瓷电加热管外表涂有纳米氧化镁材料。

本发明利用醋酸乙烯气体在预设的条件下氧化发光特性设计出醋酸乙烯气体传感器，并使用该传感器检出波长为425nm的光谱信号，从而测出被测气体的醋酸乙烯气体浓度，具有简单、稳定、快速、准确优点，可广泛用于工业生产中的在线检测、环境监测以及生物医学中。

以下通过具体实施例和效果实验来帮助公众更好地理解本发明的技术方案所预期的有益效果。

附图说明

图1为一种实施本发明方法的检测系统结构示意图。

图2是用不同干涉滤波片测量醋酸乙烯气体的催化发光的相对强度和信噪比的曲线图，其中是相对发光强度曲线，是信噪比曲线。

图3是不同催化温度下测量醋酸乙烯气体的催化发光的相对强度和信噪比的曲线图，其中是相对发光强度曲线，是信噪比曲线。

图4是不同载气流速下测量醋酸乙烯气体的催化发光的相对强度曲线图。

图5是纳米氧化镁对不同物质的催化发光强度的比较图。

图6是纳米氧化镁在100小时内对醋酸乙烯气体的催化发光强度的变化图。

图7是醋酸乙烯浓度和发光强度的标准曲线。

图8是700s内5次重复注射醋酸乙烯的发光强度比较图。

具体实施方式

例1(醋酸乙烯气体传感器的制作)