[發(fā)明專利]一種監(jiān)測一氧化碳的納米敏感材料

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210014164.0
• 申請日: 2012-01-18
• 公開（公告）號: CN102809555A
• 公開（公告）日: 2012-12-05
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 周考文;李旭菲;楊燕英
• 申請（專利權(quán)）人: 北京聯(lián)合大學(xué)生物化學(xué)工程學(xué)院
• 主分類號: G01N21/76
• 分類號: G01N21/76
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種監(jiān)測一氧化碳的納米敏感材料，尤其是由Ag原子攙雜的Al₂O₃、La₂O₃和CuO納米粉體組成的敏感材料，屬于傳感技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

一氧化碳為無色、無臭、無刺激性的氣體。在水中的溶解度甚低，與空氣混合爆炸極限為12.5％～74％。一氧化碳是大氣中分布最廣和數(shù)量最多的污染物，也是燃燒過程中生成的重要污染物之一。大氣中的CO主要來源是內(nèi)燃機排氣，其次是鍋爐中化石燃料的燃燒。凡含碳的物質(zhì)燃燒不完全時，都可產(chǎn)生CO氣體。在工業(yè)生產(chǎn)中接觸CO的作業(yè)不下70余種，如冶金工業(yè)中煉焦、煉鐵、鍛冶、鑄造和熱處理的生產(chǎn)；化學(xué)工業(yè)中合成氨、丙酮、光氣、甲醇的生產(chǎn)；礦井放炮、煤礦瓦斯爆炸事故；碳素石墨電極制造；內(nèi)燃機試車；以及生產(chǎn)金屬羰化物如羰基鎳、羰基鐵等過程，或生產(chǎn)使用含CO的可燃?xì)怏w(如水煤氣含CO達40％，高爐與發(fā)生爐煤氣中含30％，煤氣含5％～15％)，都可能接觸CO。炸藥或火藥爆炸后的氣體含CO約30％～60％。使用柴油、汽油的內(nèi)燃機廢氣中也含CO約1％～8％。

一氧化碳進入人體之后會和血液中的血紅蛋白結(jié)合，由于CO與血紅蛋白結(jié)合能力遠強于氧氣與血紅蛋白的結(jié)合能力，進而使能與氧氣結(jié)合的血紅蛋白數(shù)量急劇減少，從而引起機體組織出現(xiàn)缺氧，導(dǎo)致人體窒息死亡。常見于家庭居室通風(fēng)差的情況下，煤爐產(chǎn)生的煤氣或液化氣管道漏氣或工業(yè)生產(chǎn)煤氣以及礦井中的一氧化碳吸入而致中毒。

一氧化碳中毒癥狀表現(xiàn)在以下幾個方面：輕度中毒的患者可出現(xiàn)頭痛、頭暈、失眠、視物模糊、耳鳴、惡心、嘔吐、全身乏力、心動過速、短暫昏厥。血中碳氧血紅蛋白含量達10％-20％。中度中毒除上述癥狀加重外，口唇、指甲、皮膚粘膜出現(xiàn)櫻桃紅色，多汗，血壓先升高后降低，心率加速，心律失常，煩躁，一時性感覺和運動分離(即尚有思維，但不能行動)。癥狀繼續(xù)加重，可出現(xiàn)嗜睡、昏迷。血中碳氧血紅蛋白約在30％-40％。經(jīng)及時搶救，可較快清醒，一般無并發(fā)癥和后遺癥。重度中毒患者迅速進入昏迷狀態(tài)，最后因呼吸麻痹而死亡。經(jīng)搶救存活者可有嚴(yán)重合并癥及后遺癥。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種監(jiān)測一氧化碳的納米敏感材料及其制備方法。用這種敏感材料制作的監(jiān)測一氧化碳的傳感器，可以在現(xiàn)場快速、準(zhǔn)確測定微量一氧化碳而不受其它共存物的干擾。

本發(fā)明所述的摻雜納米敏感材料是由Ag原子攙雜的Al₂O₃、La₂O₃和CuO納米粉體組成，其制備方法是：

(1)將鋁鹽、鑭鹽和銅鹽共溶于稀鹽酸的水溶液中，在高速攪拌狀態(tài)下加入適量檸檬酸使溶液保持澄清狀態(tài)24小時以上，用稀氨水調(diào)節(jié)溶液pH值為3.1-3.9，繼續(xù)攪拌5-10小時，靜置陳化，將溶液在75-85℃旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)得到凝膠，將凝膠紅外干燥1小時，充分研磨后，在高溫箱式電阻爐中以每分鐘不超過4℃的速度升溫至500-550℃，保持此溫度3小時，得到Al₂O₃、La₂O₃和CuO納米粉體；

(2)將適量硝酸銀和葡萄糖溶于水中，在不斷攪拌下，將超聲波分散過的上述納米粉體加入其中，繼續(xù)攪拌混合均勻，直接置于干燥箱中烘干，在175℃下加熱還原9分鐘，即得Ag原子攙雜的Al₂O₃、La₂O₃和CuO納米粉體。

其中，步驟(1)中使用的鋁鹽是硝酸鋁、硫酸鋁、高氯酸鋁、磷酸鋁、氯化鋁、醋酸鋁、異丙醇鋁和仲丁醇鋁的無水物或水合物的一種或幾種的混合物，鑭鹽是指硝酸鑭、氯化鑭和醋酸鑭的無水物或水合物的一種或幾種的混合物，銅鹽是氯化銅、硫酸銅、磷酸銅和硝酸銅的無水物或水合物的一種或幾種的混合物。

當(dāng)制得的納米粉體粒徑范圍為25～45nm，且各組分滿足Ag(6-9％)、Al₂O₃(15-30％)、La₂O₃(30-45％)和CuO(16-29％)時，用于作為監(jiān)測一氧化碳的敏感材料具有很高的靈敏度和選擇性。

具體實施方式

實施例1