[發明專利]一種苯乙烯聲表面波氣敏傳感器

無效

• 申請號: 201310449724.X
• 申請日: 2013-09-27
• 公開（公告）號: CN103499640A
• 公開（公告）日: 2014-01-08
• 發明（設計）人: 杜曉松;王洋;劉洋;林慶浩;龍吟;蔣亞東
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: G01N29/036
• 分類號: G01N29/036
• 代理公司: 成都宏順專利代理事務所(普通合伙) 51227
• 代理人: 李順德;王睿

技術領域

本發明屬于傳感器件技術領域，涉及氣敏薄膜材料及聲表面波器件，具體指一種檢測苯乙烯氣體的聲表面波傳感器。

背景技術

苯乙烯是一種應用廣泛的化學原料，是合成橡膠、塑料、樹脂、人造纖維等的重要構成部分，也大量用作表面保護涂層。但是，苯乙烯是一種致癌物，其蒸氣對皮膚、眼睛和呼吸系統有強烈的刺激作用。因此需要對相關的工作環境進行監測以保證工作人員的身體健康。美國的職業安全標準是在8小時的工作時間內苯乙烯的平均濃度不高于20ppm，約合80mg/m³。同時，苯乙烯還是一種惡臭氣體，按照中華人民共和國GB14554-93《惡臭污染物排放標準》，對無組織源的1、2、3級排放標準分別是3、5和14mg/m³。

苯乙烯氣體過去通常采用色譜、質譜等方法進行檢測，參見文獻：①C.Prado,I.Ibarra,and?J.F.Periago,Evaluation?of?styrene?in?air?by?thermal?desorption-gas?chromatography,J.Chromatogr.A778(1997)255-262；②G.D.Byrd,K.W.Fowler,R.D.Hicks,et?al,Isotope?dilution?gas?chromatography-mass?spectrometry?in?the?determination?of?benzene,toluene,styrene?and?acrylonitrile?in?mainstream?cigarette?smoke,J.Chromatogr.503(1990)359-368；③Q.F.Chen,R.K.Milburn,and?N.S.Karellas,Real?time?monitoring?of?hazardous?airborne?chemicals:a?styrene?investigation,J.Hazard.Mater.132(2006)261-268。但是色譜、質譜等操作復雜、需要專業人員值守、分析時間長、設備價格昂貴、體積龐大不便攜，不利于在線連續檢測有毒有害氣體。

與大型譜儀技術相比，氣體傳感器更加小巧靈活，但關鍵是需要找到對苯乙烯敏感的氣敏材料，這方面的文獻報道得很少。美國密西根大學的E.T.Zellers課題組報道了有機鉑/PIB和有機鉑/納米金復合氣敏材料，前者應用于聲表面波氣體傳感器，后者用于電阻型氣體傳感器。但是，這兩種氣敏材料在吸附苯乙烯后都不能自動解吸，而需要通入乙烯氣體進行重生（regeneration）。這種重生的過程在常規傳感器中是不必要的，不僅給傳感器的應用帶來很大的不便，也影響傳感器的連續監測能力。參見文獻：④E.T.Zellers,N.Hassold,R.M.White,et?al,Selective?real-time?measurement?of?styrene?vapor?using?a?surface-acoustic-wave?sensor?with?a?regenerable?organoplatinum?coating,Anal.Chem.62(1990)1227-1232；⑤E.T.Zellers,J.R.M.White,and?S.M.Rappaport,Use?of?a?surface-acoustic-wave?sensor?to?characterize?the?reaction?of?styrene?vapor?with?a?square-planar?organoplatinum?complex,Anal.Chem.4(1990)1222-1227；⑥G.Z.Zhang,and?E.T.Zellers,Portable?instrument?employing?a?surface?acoustic?wave?sensor?with?a?regenerable?reagent?coating?for?direct?measurement?of1,3-butadiene?and?styrene,Rev.Sci.Instrum.66(1995)239-239；⑦M.P.Rowe,W.H.Steinecker,and?E.T.Zellers,Exploiting?charge-transfer?complexation?for?selective?measurement?of?gas-phase?olefins?with?nanoparticle-coated?chemiresistors,Anal.Chem.79(2007)1164-1172。

發明內容