[實用新型]一種基于熒光納米材料的二氧化氮檢測儀

有效

• 申請號: 201720423641.7
• 申請日: 2017-04-21
• 公開（公告）號: CN206627444U
• 公開（公告）日: 2017-11-10
• 發明（設計）人: 陳婉瑩;劉德成;董俊斐;劉蓓;李吟詩;王素華
• 申請（專利權）人: 華北電力大學
• 主分類號: G01N21/64
• 分類號: G01N21/64
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型屬于光電傳感技術領域，具體涉及一種采用光電傳感的二氧化氮檢測儀，可使用在二氧化氮的監測過程中。

背景技術

二氧化氮是一種棕紅色、高度活性的氣態物質。二氧化氮在臭氧的形成過程中起著重要作用。人為產生的二氧化氮主要來自高溫燃燒過程的釋放，比如機動車、電廠廢氣的排放等。二氧化氮還是酸雨的成因之一，所帶來的環境效應多種多樣，包括：對濕地和陸生植物物種之間競爭與組成變化的影響，大氣能見度的降低，地表水的酸化，富營養化(由于水中富含氮、磷等營養物藻類大量繁殖而導致缺氧)以及增加水體中有害于魚類和其它水生生物的毒素含量。

毋庸置疑，二氧化氮對生態環境和生命健康造成了巨大的威脅。根據國家對環境空氣質量標準的要求，對空氣中氮氧化物尤其是二氧化氮的含量進行實時監測迫在眉睫；而對二氧化氮的監測是空氣污染預警、空氣污染物監測和空氣污染治理效果評定等工作的重要依據，這也就對在線監測設備提出了更高的要求，需要檢測儀器提供精確和實時的空氣中二氧化氮含量的監測數據。

目前，已有的二氧化氮在線監測儀多使用電化學的方法，存在的主要問題是電極選擇性不高，易發生副反應；電極易形成吸附層和氧化膜，污損電極使電壓升高。近年來，隨著對有機分子熒光探針的深入研究，發現了熒光納米材料對NO₂具有良好的敏感性，但是如何將此理論應用于實踐，從而設計出完善的二氧化氮檢測儀，能更加靈敏、便捷、可靠地對大氣中二氧化氮的含量進行監測乃是當務之急。

實用新型內容

本實用新型提供了一種不僅能夠檢測二氧化氮氣體、并且可以進行定量說明的、基于熒光納米材料的二氧化氮檢測儀。該儀器能對空氣中的二氧化氮有害氣體進行檢測，并通過檢測的氣體濃度換算出一個空氣質量指數，該指數是對目前空氣污染程度的一個定量說明。更進一步的，該儀器可有效防止二氧化氮氣體中毒事故。

為解決上述技術問題，本實用新型提供了一種基于熒光納米材料的二氧化氮檢測儀，包括光電探測器、顯示器、微處理器、電控開關、熒光納米反應器、吸入泵和電源，其中：

所述微處理器輸入端連接所述光電探測器，輸出端連接所述顯示器；所述光電探測器用于感應所述熒光納米材料的光強變換并收集光信號，并將其轉換為電信號傳輸給所述微處理器；所述微處理器對來自所述光電探測器的信號進行分析處理，將分析得到的結果轉換為數據信息顯示在所述顯示器上；所述電源分別連接所述光電探測器、微處理器、顯示器，為其供電。

優選地，所述檢測儀還包括電控開關和吸入泵，所述電控開關連接所述電源，控制供電電路的通斷；所述吸入泵是用于采樣，將空氣吸入到檢測儀中進行檢測。

優選地，所述熒光納米反應器包括藍光的氨基官能化的碳納米點(CDs)和紅光谷胱甘肽修飾的碲化鎘(CdTe)量子點，所述量子點與所述吸入泵吸入的NO₂進行反應，并致使光強發生變化。CDs作為一種新型的碳納米材料，具有化學惰性，發光不閃爍，水溶性，并有良好的生物相容性。CdTe量子點的紅色熒光對NO₂特別敏感，而碳納米點(CDs)的藍色熒光穩定。將藍色熒光碳納米點(CDs)和紅色發光的CdTe量子點QDs共價結合，構建雙發射的比率熒光納米復合物，NO₂對CDs熒光無影響，而能劇烈猝滅QDs，隨著NO₂濃度增加，復合物熒光顏色由橙紅色轉變為藍色。并且復合物發出的熒光光強比(I665/I460)隨NO₂的濃度變化呈線性函數變化。

優選地，所述光電探測器還包括光敏感應單元和光信號處理單元，所述光敏感應單元用于感應光強的變化并收集光信號，所述光信號處理器對所述光敏感應單元收集到的光信號進行放大、重整、延時處理，并轉換為電信號傳輸給所述微處理器。

優選地，所述微處理器無信號輸入時處于休眠狀態；當所述光電探測器向所述微處理器輸出信號時，所述微處理器被喚醒，開始接受并分析信號。

本實用新型的有益效果如下：

本實用新型的二氧化氮檢測儀首次將熒光納米材料應用于二氧化氮的檢測中，使檢測結果更加準確；并且使用方便，操作簡單，適用于在辦公室和家庭的普通民眾應用，價格便宜，便于普及。

附圖說明

圖1為本實用新型提供的一種基于熒光納米材料的二氧化氮檢測儀的結構示意圖；

圖2為本實用新型提供的一種基于熒光納米材料的二氧化氮檢測儀的工作流程圖；

主要元件符號說明：