[發明專利]一種H₂S氣體傳感材料的制備方法有效

申請號：	201510873605.6	申請日：	2015-12-02
公開（公告）號：	CN105486720B	公開（公告）日：	2018-06-26
發明（設計）人：	劉詠;譚彥妮;李會霞;謝建平;何佳;潘軍	申請（專利權）人：	中南大學
主分類號：	G01N27/00	分類號：	G01N27/00
代理公司：	長沙朕揚知識產權代理事務所(普通合伙) 43213	代理人：	馬家駿
地址：	410000 湖***	國省代碼：	湖南;43
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摘要：
搜索關鍵詞：	氧化亞鐵硫桿菌氣體傳感材料羥基磷灰石分散液水中制備響應靈敏度可檢測菌種吸附洗滌回復震蕩復合響應
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【說明書】：

本發明公開了一種H₂S氣體傳感材料，由管狀羥基磷灰石和嗜酸性氧化亞鐵硫桿菌復合形成，管狀羥基磷灰石的質量與嗜酸性氧化亞鐵硫桿菌的菌種的體積比值為0.21:5～25，比值的單位為g/mL。本發明的制備方法具體步驟如下：(1)獲得管狀羥基磷灰石；(2)獲得嗜酸性氧化亞鐵硫桿菌；(3)將管狀羥基磷灰石分散于水中形成分散液A，將嗜酸性氧化亞鐵硫桿菌分散于水中形成分散液B，再將分散液A與分散液B混合后進行震蕩吸附，最后離心、洗滌、干燥即得到H₂S氣體傳感材料。本發明的H₂S氣體傳感材料的響應靈敏度高，2000ppm可達到75％以上；最低可檢測到20ppm甚至更低；響應回復時間短至幾分鐘甚至幾十秒。

技術領域

本發明涉及氣體傳感技術領域，尤其涉及一種管狀羥基磷灰石/嗜酸性氧化亞鐵硫桿菌復合形成的H₂S氣體傳感材料及其制備方法。

背景技術

羥基磷灰石(Hydroxyapatite，化學式為Ca₁₀(PO₄)₆(OH)₂，縮寫為HAp)是自然骨和牙齒等生物硬組織的主要無機成分。HAp晶體為六方晶系，沿六方軸存在一個“隧道”，其“隧道”中有Ca²⁺和OH^-，易被Cd²⁺、Hg²⁺、Ba²⁺、Pd²⁺等金屬離子替換，Ca²⁺還能夠與含有羧基的有機酸、蛋白質及氨基酸等發生交換反應，因此HAp可以用作制備傳感器檢測重金屬離子、有害金屬離子、生物大分子等。HAp晶體表面有多重吸附位點，分別為帶正電的C位點和帶負點的P位點，對具有不同的荷電性質的物質，包括氣體，表現出優越的吸附性能。HAp已經較多的應用于色譜分析以及電化學檢測，但是作為氣體傳感材料卻鮮有研究。R.U.Mene等人研究HAp對于CO、CO₂的氣體傳感性能發現，在165℃左右，HAp對于CO、CO₂具有良好的傳感性能，機理源于這些氣體分子與HAp表面的OH^-反應生成CO₃^2-，進入HAp的晶格中，或者進行空位摻雜，從而導致HAp電導率的變化。HAp雖然對于氣體分子具有優異的吸附性能，但是HAp作為一維導電體，導電性能太差，操作溫度較高，這大大限制了HAp在氣體傳感中的應用。通過離子輻射技術(Swift heavy ions irradiation,SHI)和摻雜Fe、Co等元素，可以改變HAp的物理屬性和晶體結構，包括提高材料表面電負性，形成了新的化學鍵和缺陷等，從而使HAp對CO₂氣體傳感的響應靈敏度得到提高，操作溫度有所降低，但是距離實際應用還有一定的距離。但HAp對于H₂S的氣敏性能研究，至今沒有被報道過。