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二氧化氮传感器的发展方向

文章来源:楚环传感 发布时间:2018-10-18

二氧化氮 ( NO2)气体是一种强毒性气体,主要来自汽车和炼油厂燃烧产生的废气,是引起酸雨、光化学烟雾以及腐蚀等环境问题的工业污染物之一;NO2气体对呼吸道有强烈的刺激作用,严重时造成肺损害甚至肺水肿。随着工业的高速发展,NO2气体的工业污染问题日益突出,对 NO2的监测也越来越受到关注。

用于NO2监测的仪器主要有基于光学方法如萨兹曼 ( Saltzman)法、化学发光法的分析仪器。这些仪器虽然能够给出精确的分析数据,但是它们多为大型分析仪器,运行成本高并需要日常维护,不适合室外监测,最有前途的方法是使用气体传感器监测NO2NO2传感器具有体积小、成本低廉等特点,能够简便快速地监测大气中NO2,易实现分析仪器的自动化和微型化。

在我国,NO2的主要生产源——汽车,它每年以20%的速度增长,使得NO2气体传感器的研制更加紧迫重要。目前的NO2气体传感器,有用无机物特别是金属氧化物作敏感材料的,更多的则以有机物如酞菁类化合物、芳香胺类物质作敏感物质;当由这些物质所制成的敏感膜暴露于NO2气体中,NO2 扩散进入膜内发生反应,导致传感膜的电极电势或电流、电导率或光谱行为的变化。上述变化可以通过叉指电极、石英晶振或表面声波振荡传感器以及光纤传感器进行采集和处理,从而获得所检测的NO2浓度信息。

现有的NO2化学传感器多为根据电学原理或测量电学信号而研制成,易受电极电势、温度等操作条件以及CO2、H2O等共存气体的影响,不易选择性地将NO2从氮氧化物中检测;性能优良的NO2气体传感器要求能够进行原位、实时监测,以便于气体排放过程的管理控制。光纤二氧化氮气体传感器不仅具有不受电磁干扰、可进行原位实时监测的优点,还可以实现仪器的微型化、远距离遥测。对大多数光纤传感器而言,最常遇到的问题是缺乏对分析物高选择性的识别能力,这一问题往往会限制光纤传感器的应用,甚至使得许多光纤传感器无法实用化。开发具有对NO2高选择性、高灵敏度的传感试剂,研制对恶劣环境 (高温、高压、腐蚀和强放射性环境)有较强适应性的NO2光纤化学传感器,用于新型环境污染物自动监测网络的建立、生产过程和化学反应的自动控制、遥测分析等,将具有十分广阔的应用前景。

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