[发明专利]光电双信号同时检测汽油中乙醇和MTBE的方法及检测器

说明书

技术领域：

本发明涉及一种检测汽油中乙醇和甲基叔丁基醚(MTBE)的方法及检测设备，尤其是一种结构简单、易于操作、运行成本低(以空气为载气)、具有良好的稳定性及重现性、检测效率及精度高的光电双信号同时检测汽油中乙醇和MTBE的方法及检测器。

背景技术：

汽油组成非常复杂，已知道的组分多达几百个，甚至上千个。目前市场上通用的乙醇汽油是一种调和汽油，即在汽油中加入乙醇(例如E10汽油，即加入9.5％～10.5％(V/V)乙醇)，所加入的乙醇含量属于必须检验的指标；由于MTBE可以显著提高无铅汽油的辛烷值，因此也常被加入调和汽油中，但由于MTBE在自然界难降解，存在污染地下水的隐患，因此其加入量也被严格限定。目前，按照美国ASTMD 6839-02(2007)标准等检验汽油中乙醇、MTBE含量时，是采用多维气相色谱仪(如AC公司的M3新配方汽油分析仪)。不但仪器设备价格昂贵(120多万元)、分析时间长(75分钟左右)，而且分离流程复杂、受影响因素多，即使在相同的分离条件下对不同工艺的汽油样品分析过程中也常有未知峰出现，色谱峰展宽造成较大的定量误差，影响测定的准确性。

现有的纳米材料表面催化发光检测器是将涂有纳米材料的直径为4～7mm电热陶瓷棒置于直径为12～20mm、长度为100～150mm的石英管内，在石英管上斜对角设置有进样口、放空口，在石英管外与纳米材料对应设置有滤光片或光栅、光电信号转换装置(近紫外灵敏光谱测量型微弱发光测量仪、光电倍增管等)。测量时，电热陶瓷棒对纳米材料进行加热，空气泵等进样系统将样品随载气从进样口进入石英管，流经纳米材料表面从放空口排出，纳米材料表面催化所发出的光经滤光片或光栅去除杂散光后，再经过光电信号转换装置变成适应于微机等数据处理单元的电信号，进行检测分析。现有纳米材料表面催化发光检测器中的纳米材料通常采用三氧化二铝、氧化锌、氧化铁等，用于定量分析乙醇、三甲胺等及食品中激素类药物残留检测等，具有结构简单、易于操作、制造成本低廉(几万元)、选择性强、运行费用少、使用寿命长、灵敏度高及重现性好等优点。但是，由于乙醇和MTBE的催化发光信号接近，使流经纳米催化材料表面的催化发光信号难以分辨，有时需要依靠改变分析条件来分开信号，不但操作繁琐、延长了分析检测的时间，更主要的是直接影响了定量分析的准确性。迄今为止还没有关于用纳米材料表面催化发光和电化学信号同时检测汽油中乙醇和MTBE的方法及检测器的相关报道。

发明内容：

本发明是为了解决现有技术所存在的上述技术问题，提供一种结构简单、易于操作、运行成本低(以空气为载气)、具有良好的稳定性及重现性、检测效率及精度高的光电双信号同时检测汽油中乙醇和MTBE的方法及检测器。

本发明的技术解决方案是：一种光电双信号同时检测汽油中乙醇和MTBE的方法，其特征是以纳米催化发光检测器进行检测，所用纳米材料为氧化锡和氧化镍的复合材料，氧化镍为复合材料总质量的25～45％，检测波长为400～460nm，纳米材料的加热温度范围200～300℃，载气流速20～200ml/min；在所述纳米材料的两端施加电压并取所产生的电流为检测信号。

一种上述光电双信号同时检测汽油中乙醇和MTBE的方法用检测器，有石英管，石英管上设有进样口和放空口，石英管内置有陶瓷加热棒，在陶瓷加热棒内固定有加热元件，在陶瓷加热棒外涂有纳米半导体金属氧化物，与纳米半导体金属氧化物对应设置有滤光片或光栅及光电信号转换装置，其特征在于：所述纳米半导体金属氧化物为氧化锡和氧化镍的复合材料，氧化镍为复合材料总质量的25～45％，在所述纳米半导体金属氧化物的两端分别设有正电极、负电极，正电极、负电极之间的电流输出及光电信号转换装置与电信号检测电路相接。

所述进样口和放空口位于石英管的侧面，进样口和放空口的中心线在圆周方向上的夹角为0～15度。

所述的陶瓷加热棒的一端固定在石英管的端面上。

本发明将纳米催化发光检测器中的纳米材料设定为氧化锡和氧化镍纳米复合材料，所检测的光信号和电化学信号均与乙醇和MTBE的浓度成相关性，可同时对汽油中乙醇和MTBE的含量进行快速、准确检测，克服了用气相色谱仪进行分析所存在的仪器设备价格昂贵、分析时间长及准确性差的缺点；解决了现有技术只取纳米材料表面催化光信号进行检测而存在的发光信号难以分辨、操作繁琐、延长了分析检测时间的问题，本发明还具有结构简单、成本低廉(几万元)、易于操作、选择性强、运行费用少、使用寿命长、稳定性及重现性良好、检测效率及精度高等优点。

附图说明：