[发明专利]一种监测苯系物的掺杂纳米敏感材料

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于监测苯系物的掺杂纳米敏感材料，尤其是由Ag原子搀杂的TiO₂、Fe₂O₃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

苯系物一般是指苯、甲苯、乙苯、二甲苯(邻、间和对位)、异丙苯和苯乙烯等易挥发性 有机化合物，空气中尤以苯、甲苯和(邻、间和对位)二甲苯最为常见，苯系物已经被世界卫 生组织确定为强烈致癌物质。空气中的苯系物主要来源于建筑涂料、装饰油漆、胶粘剂溶液 和汽车尾气等。苯系物是室内空气中的主要污染物之一，对人体健康有很大威胁。慢性苯系 物中毒主要是对皮肤、眼睛和上呼吸道有刺激作用；经常接触苯系物，皮肤可因脱脂而变干 燥脱屑，有的出现过敏性湿疹；长期吸入苯系物能导致再生障碍性贫血；可见，建立对空气 中微量苯系物的快速分析具有很强的现实意义。

苯系物的测定方法主要有气相色谱法、红外光谱法、气质联用法和分光光度法等，由于 这些方法都需要预先富集和适当处理才能通过大型分析仪器完成测定，因此耗时长不易现场 实现。发明人于2006年在《分析试验室》上发表的题为“纳米复合材料催化发光法测定空气 中的苯系物”的论文中使用纳米级铜锰铁(原子比4∶3∶1)复合氧化物作为敏感材料可以在 线检测1～80mg/m³的苯系物，检出限可达0.5mg/m³，但是甲醛、甲醇、乙醇和丙酮对苯系物的 测定有一定干扰，表明敏感材料的选择性有待提高。

发明内容

本发明的目的是克服以往技术的不足，提供一种线性范围更宽、检出限更低、选择性更 好的监测苯系物的掺杂纳米敏感材料及其制备方法。用这种敏感材料制作的监测苯系物的传 感器，可以在现场快速、准确测定空气中的微量苯系物而不受其它共存物的干扰。

本发明所述的掺杂纳米敏感材料是由Ag原子搀杂的TiO₂、Fe₂O₃和Al₂O₃纳米粉体组成， 其制备方法是：

(1)将适量钛酸丁酯加入无水乙醇中，搅拌均匀，制得钛酸丁酯-乙醇混合溶液，在高 速搅拌条件下，加入铁盐和含铝化合物的水溶液，继续搅拌，静置陈化，制得透明的淡黄色 溶胶；

(2)将预处理过的活性炭浸入上述配置好的溶胶中，振荡至无气泡出现为止，滤出活性 炭并置于干燥箱中烘干，充分研磨后放入马福炉中热处理，得到TiO₂、Fe₂O₃和Al₂O₃纳米粉体；

(3)将适量硝酸银和葡萄糖溶于水中，在不断搅拌下，将超声波分散过的上述纳米粉 体加入其中，继续搅拌混合均匀，直接置于干燥箱中烘干，在160～200℃下加热还原5～10 分钟，即得Ag原子搀杂的TiO₂、Fe₂O₃和Al₂O₃纳米粉体。

其中，步骤(1)中使用的铁盐可以是氯化铁、高氯酸铁、硫酸铁、硝酸铁等无机铁盐， 含铝化合物可以是无机铁盐和有机铝化合物。步骤(3)中将加热还原温度控制在160～200℃， 可以保证银离子在此温度时能被葡萄糖快速还原而不被氧化。

当制得的纳米粉体粒径不超过30nm，且各组分满足Ag(10-12％)、TiO₂(30-40％)、Fe₂O₃(25-35％)和Al₂O₃(15-25％)时，用于作为监测苯系物的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