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本發(fā)明專利技術(shù)公開了一種利用氧化型傳感器檢測(cè)低濃度乙烯的方法，屬于環(huán)境保護(hù)技術(shù)領(lǐng)域，主要解決以往技術(shù)中存在的靈敏度低、使用壽命短、氣體干擾影響的問題。該方法是利用室溫催化材料，催化乙烯并使之完全轉(zhuǎn)化為CO2，通過紅外光譜等方法檢測(cè)生成的CO2濃度來確定乙烯的濃度。所使用的催化材料是以微孔分子篩為載體，以貴金屬Au、Ag、Pt等中的至少一種為活性組分，以過渡金屬Ni、Cu、Mn等中的至少一種為助劑。該方法所適用的濕度范圍為10～95％相對(duì)濕度，壓力范圍為0.1～10.0MPa，乙烯濃度范圍為0.2ppm～1％。該方法不受氣體組成的限制，能夠有效排除C3以上烯烴，C2以上烷烴、炔烴、醛、酮等氣體的干擾，具有靈敏度高、專一性強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)。

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【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

一種利用氧化型傳感器檢測(cè)低濃度乙烯的方法

本專利技術(shù)屬于環(huán)境保護(hù)

，具體涉及一種利用氧化型傳感器檢測(cè)低濃度乙烯的方法。

技術(shù)介紹

乙烯是一種高光化學(xué)活性的揮發(fā)性有機(jī)污染物，對(duì)環(huán)境有嚴(yán)重危害，可對(duì)水體、土壤和大氣造成污染。人體長(zhǎng)期接觸，可引起頭昏、全身不適、乏力、思維不集中甚至意識(shí)喪失。同時(shí)，乙烯作為一種植物激素，具有抑制植物生長(zhǎng)、促進(jìn)成熟與衰老的作用。實(shí)現(xiàn)乙烯濃度的有效檢測(cè)和控制，在果蔬存儲(chǔ)、運(yùn)輸及保鮮等過程中具有重要意義。目前用于低濃度乙烯檢測(cè)的方法主要有氣相色譜法、光學(xué)傳感器和電化學(xué)傳感器[SensorsandActuatorsB203(2014)187–196；SensorsandActuatorsB240(2017)132–141]。氣相色譜因其價(jià)格昂貴、儀器設(shè)備大、攜帶不方便，故不適合現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)分析。用于乙烯檢測(cè)的非分光紅外乙烯傳感器，其選擇性和靈敏度比較差、存在一定的缺陷。電化學(xué)乙烯傳感器，雖具有良好的靈敏度，但易受干擾氣體和溫度的影響，檢測(cè)性能一般?？傊陨蠙z測(cè)方法存在諸如靈敏度低、使用壽命短、易受氣體干擾等問題。碳?xì)浠衔镌谝欢l件下能夠完全氧化成CO2，利用紅外光譜等方法對(duì)生成的CO2的濃度進(jìn)行分析，能夠?qū)崿F(xiàn)碳?xì)浠衔餄舛鹊挠行z測(cè)，是一種具有廣闊應(yīng)用前景的檢測(cè)方法。目前，限制該方法在低濃度乙烯檢測(cè)方面應(yīng)用的因素，主要是缺乏能夠在室溫條件下實(shí)現(xiàn)乙烯完全氧化的催化劑。本研究利用對(duì)乙烯專一性催化的材料，在溫和的(室溫)條件下，實(shí)現(xiàn)低濃度乙烯的完全轉(zhuǎn)化，從而使該檢測(cè)方法在低濃度乙烯的檢測(cè)方面的應(yīng)用成為可能。該檢測(cè)方法克服了傳統(tǒng)檢測(cè)方法中對(duì)低濃度乙烯直接檢測(cè)存在的不足，具有攜帶方便、靈敏度高等優(yōu)點(diǎn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

本專利技術(shù)的目的是提供一種利用氧化型傳感器檢測(cè)低濃度乙烯的方法。該方法是利用室溫催化材料，催化乙烯完全氧化為CO2，通過紅外光譜等方法檢測(cè)生成的CO2濃度來確定乙烯濃度。該催化材料對(duì)丙烯、丁烯、丙烷、丁烷等氣體沒有室溫催化氧化活性，從而有效地排除了其它氣體干擾對(duì)檢測(cè)結(jié)果的影響。本專利技術(shù)提供的方法中，所使用的催化材料是以硅鋁比為10～1000不同骨架結(jié)構(gòu)類型的微孔分子篩ZSM-5分子篩、Beta分子篩、X型分子篩、Y型分子篩或絲光沸石為載體，以貴金屬中至少一種為活性組分，以過渡金屬Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Cr、Mn中至少一種為助劑。優(yōu)選地，所述方法適用的濕度范圍為10～95％RH。更優(yōu)選地，所述方法適用的濕度范圍為10～50％RH。優(yōu)選地，所述方法適用的壓力范圍為0.1～10.0MPa。更優(yōu)選地乙烯傳感器，所述方法適用的壓力范圍為0.1～5.0MPa。優(yōu)選地，所述方法檢測(cè)的乙烯氣體的濃度范圍為0.2ppm～1％。更優(yōu)選地，所述方法檢測(cè)的乙烯氣體的濃度范圍為5ppm～0.1％。本專利技術(shù)提供的檢測(cè)低濃度乙烯的方法，可實(shí)現(xiàn)室溫下低濃度乙烯的檢測(cè)。該方法適用的濕度范圍為10％～95％RH(相對(duì)濕度)乙烯傳感器，壓力范圍為0.1～10.0MPa，乙烯氣體濃度檢測(cè)范圍為0.2ppm～1％。

該方法具有靈敏度高、使用壽命長(zhǎng)的優(yōu)點(diǎn)，可有效消除丙烯、丁烯、丙烷、丁烷等污染物氣體的干擾對(duì)檢測(cè)結(jié)果的影響天然氣檢測(cè)儀，可將該方法應(yīng)用于低濃度乙烯檢測(cè)的氧化型傳感器中。具體實(shí)施方式下面以實(shí)施例對(duì)本專利技術(shù)做進(jìn)一步說明，僅為了能更清楚地說明本專利技術(shù)，對(duì)本專利技術(shù)的范圍并無任何限制。實(shí)施例1：98ppm乙烯的檢測(cè)：采用Beta微孔分子篩負(fù)載Ag催化材料。催化材料是硅鋁比為40的Beta微孔分子篩負(fù)載Ag，Ag的負(fù)載量為1％，催化材料的使用量為200mg，通入乙烯氣體的濃度為98ppm，流速為25mL·min-1，25℃常壓，用紅外光譜檢測(cè)生成CO2的濃度為196ppm，可確定通入乙烯氣體的濃度為98ppm，檢測(cè)濃度與通入濃度一致。實(shí)施例2：不同濃度的乙烯的檢測(cè)：采用ZSM-5微孔分子篩負(fù)載Ag催化材料。催化材料是硅鋁比為80的ZSM-5微孔分子篩負(fù)載Ag，Ag的負(fù)載量為1％，催化材料的使用量為200mg，通入乙烯氣體的濃度分別為15ppm、130ppm、350ppm、455ppm和655ppm，流速為25mL·min-1，25℃常壓，用紅外光譜檢測(cè)生成CO2的濃度分別為30ppm、258ppm、702ppm、910ppm和1312ppm，可確定通入乙烯氣體的濃度分別為15ppm、129ppm、351ppm、455ppm和656ppm，檢測(cè)濃度與通入濃度一致。

實(shí)施例3：100ppm乙烯(含有丙烯、丁烯兩種干擾氣體)的檢測(cè)：采用硅鋁比為40的ZSM-5微孔分子篩負(fù)載Pt催化材料。催化材料是硅鋁比為40的ZSM-5微孔分子篩負(fù)載Pt，Pt的負(fù)載量為0.5％，催化材料的使用量為200mg，通入乙烯氣體的濃度為100ppm，丙烯氣體濃度為20ppm乙烯傳感器，丁烯氣體濃度為20ppm，總流速為25mL·min-1，25℃常壓，丙烯和丁烯沒有被催化氧化，僅僅是將乙烯100％完全氧化成CO2，用紅外光譜檢測(cè)生成CO2的濃度為200ppm，可確定通入乙烯氣體的濃度為100ppm，檢測(cè)濃度與通入濃度一致。

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】

一種利用氧化型傳感器檢測(cè)低濃度乙烯的方法，其特征在于：所述方法是利用室溫催化材料，催化乙烯完全氧化為CO2煤氣報(bào)警器，利用紅外光譜等方法檢測(cè)生成的CO2濃度來確定乙烯的濃度。

【技術(shù)特征摘要】

1.一種利用氧化型傳感器檢測(cè)低濃度乙烯的方法，其特征在于：所述方法是利用室溫催化材料，催化乙烯完全氧化為CO2，利用紅外光譜等方法檢測(cè)生成的CO2濃度來確定乙烯的濃度。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于：該方法不受氣體組成的限制，能夠有效排除C3以上烯烴，C2以上烷烴、炔烴、醛、酮等氣體的干擾。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于：所使用的催化材料是以硅鋁比為10～1000的ZSM-5微孔分子篩、Bet...

【專利技術(shù)屬性】

技術(shù)研發(fā)人員：郝鄭平，楊洪玲，張中申，麻春艷，

申請(qǐng)(專利權(quán))人：中國科學(xué)院生態(tài)環(huán)境研究中心，

類型：發(fā)明

國別省市：北京,11

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