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CN106596531B - 一种检测挥发性有机化合物的方法及装置 - Google Patents

一种检测挥发性有机化合物的方法及装置 Download PDF

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CN106596531B CN201611027039.8A CN201611027039A CN106596531B CN 106596531 B CN106596531 B CN 106596531B CN 201611027039 A CN201611027039 A CN 201611027039A CN 106596531 B CN106596531 B CN 106596531B
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Abstract

本发明提供了一种检测挥发性有机化合物的方法及装置。首先优选出对乙醇敏感的金属卟啉锌(TPPZn)以及对乙酸乙酯敏感的四苯基卟吩氯化锰(OEPMncl),制作有机气体的捕获传感器;然后利用气体捕获传感器装置,使充分富集后的有机气体与色敏材料完全反应;最后采用可见/近红外光谱仪检测装置,获取反应后的气体捕获传感器的反射光谱,结合化学计量学方法,对挥发性有机化合物建立检测模型。本发明的方法和装置,能实现对挥发性有机化合物的定量分析,相比传统分析方法,可显著提高相应的检测效率,更适用于现场快速检测分析。

Description

一种检测挥发性有机化合物的方法及装置
技术领域
本发明涉及挥发性有机化合物的检测技术及设备,具体是利用色敏传感器技术、可见/近红外光谱技术,检测挥发性有机化合物的方法及装置。
背景技术
挥发性有机化合物(volatile organic compounds,VOCs)是指沸点范围在50~260℃之间的有机化合物,包括:醇、酸、氨和酯等;主要来源于石油化工、汽车废气、家居装修等。基于以上所述特征,它们被称作继粉尘之后的第二大类较为严重的大气污染物,因此有必要去研究相应的检测方法以及开发相应的检测设备,这对于人们的健康生活和环境保护也有着十分重要的意义。
气相色谱法(GC)、质谱法(MS)以及气相色谱-质谱法(GC-MS)是较早用来检测分析挥发性有机化合物的技术手段,可鉴别、测定上百种基本气体成分和挥发性有机化合物。但是,上述技术要求其所分析的气体、液体、固体在操作温度下是稳定的;相应的操作温度不超过所分析的液体、固体气化温度;加之,传统台式仪器体型较大,无法满足现场实时采集、在线分析检测的需求。
如申请号为201520488455.2的“一种新型用于VOC监测的改进版气相色谱装置”专利,公开的改进版气相色谱装置包括:冷却、加热、分离、腔体四部分。该专利中,腔体部分设有外围板和内腔体;冷却部分包括风机,风口密封板,电磁铁,冷却气道;加热部分采用加热丝,位于风机的前端;分离部分采用毛细色谱柱,位于加热丝的前端,虽然该装置温度控制准确,保温隔热效果好,但相应的设备价格昂贵,体积较大,不利于现场检测。
气体传感器是一种能感知环境中某种气体及其浓度的装置或器件,可将与气体种类和浓度有关的信息转换成电信号,从而进行检测、监控分析。但是,气体传感器的研究涉及面广、难度大,属于多学科交叉的研究领域,气敏材料的开发难度大;功能较为单一,大多无法用一种仪器检测多种气体的成分。
如申请号为200710078560.9的“一种光纤气体传感器”专利,公开的光纤气体传感器包括:入射光线和出射光纤、反应池及金属卟啉溶液等。该专利是将待测气体从反应池下方的通气口加入,加之VOCs气体易溶于有机溶剂,从而使VOCs气体与金属卟啉溶液敏感物质充分反应。从反应池的加料口加入不同的金属卟啉溶液,能对多种目标气体同时进行有效检测,一定程度上提高了检测的灵敏度和使用范围,但所耗费的卟啉溶液较多,成本较高,同时亦无法实现对VOCs定量的分析。
可见/近红外光谱,是一种包含可见光(visible light,VIS)和近红外光(near-infrared,NIR)区间的电磁波,相应的波长范围为380~1700nm,已广泛应用于固体、液体中有机成分的快速检测,在食品、农产品品质的分析领域得到广泛应用,如水果、肉类、禽蛋等,但对挥发性有机化合物的分析,只局限在实验室操作的傅里叶近红外(FT-NIR)检测,且相应的仪器价格昂贵,在线实时分析难以实现。
根据特定传感色敏材料与待检测挥发性有机化合物的反应,可作为相应的挥发性有机化合物捕获传感器阵列,以实现对待检测有机气体进行定性分类和定量分析。金属卟啉与有机气体能发生配位结合反应,导致其能量发生变化。这一变化,能在可见光范围内的光谱进行表征,足以对有机气体进行分析检测。
如齐汝宾,尹新等人,在“多成分有机气体的近红外光谱定量检测方法”一文中,采用偏最小二乘建模方法对丙烷、丙烯和甲苯混合气体的近红外光谱(1620~1750nm)进行了建模分析,但该研究所采用的近红外光谱仪体积大,加之自制式样品池价格昂贵,不具有普适性。
如赵杰文,张建等人,在“嗅觉可视化技术及其对5种化学物质的区分”一文中,所研制的嗅觉可视化系统对乙醇、甲醛、氨气、丙酮、乙酸5种常见的化学物质进行了检测,虽然采用卟啉类化合物和疏水性pH指示剂作为色敏材料,但采用扫描仪作为色差的检测设备,无法实现对有机化合物的定量分析。
因此寻找一种简便快速检测挥发性有机化合物的方法,对满足实际生产需求有着重要的现实意义。本发明以印染在基板的金属卟啉为载体,获取有机化合物的挥发气体,与其发生配位反应,通过可见/近红外光谱检测和分析其与有机化合物挥发气体反应前后的光谱变化,结合相应的化学计量学方法,可实现有机气体的快速定量分析。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于色敏传感器-可见/近红外光谱技术的检测挥发性有机化合物的方法及装置,实现对挥发性有机化合物的快速定量分析。
针对本发明的方法及装置,具体采用的技术方案如下:
一种基于色敏传感器-可见/近红外光谱技术的检测挥发性有机化合物的方法,包括以下步骤:
步骤1,气体捕获传感器的制作:经过量子化学试验计算、光谱动力学分析,并结合理化分析实验验证,筛选出对乙醇敏感的金属卟啉锌TPPZn、对乙酸乙酯敏感的四苯基卟吩氯化锰OEPMncl;将两种色敏材料以一定浓度溶解在有机溶剂中,以C2反相硅胶板作为色敏材料载体;采用毛细管点样法将色敏材料固定在传感器载体上,形成一个1×2气体捕获传感器阵列;
步骤2,捕获传感器的可见/近红外波段区域的漫反射光谱检测:挥发性有机化合物在气体收集室有效富集后,经载气携带进入反应室,与放置于反应室顶端的气体捕获传感器充分反应;用Y型光纤将卤钨灯光源与可见/近红外光谱仪连接;采用卤钨灯光源作为输入光源,扫描捕获气体后的传感器;用可见/近红外光谱仪获取捕获气体后的传感器的可见/近红外波段区域的漫反射光谱;
步骤3,有机气体检测模型的优化分析:采用标准正态变量变换SNV对可见/近红外光谱数据进行预处理,使用联合区间偏最小二乘法si-PLS进行建模优化分析。
进一步,步骤1中气体捕获传感器的制作,通过量子化学计算各种金属中心、推拉电子和取代基团的卟啉,结合紫外光谱动力学分析,最后结合试验验证,选出对醇类气体敏感的金属卟啉锌TPPZn和对酯类气体敏感的四苯基卟吩氯化锰OEPMncl,作为色敏传感器-可见/近红外光谱装置的气体捕获传感器。
进一步,步骤1中的色敏材料,将金属卟啉锌TPPZn、四苯基卟吩氯化锰OEPMncl溶于二氯甲烷溶剂,稀释浓度为2.0mg/mL的溶液;卟啉类化合物印染在C2反向硅胶板上,扩散性好、稳定性高;毛细管点样法中,两种色敏材料在硅胶板上形成直径均约为0.2cm的圆斑。
进一步,步骤2中,所述有效富集,在于有机化合物用量为8.0mL,集气时间为20min,有足够的空间和时间达到最佳的挥发效果;所述充分反应,在于经载气的携带进入反应室与传感器完全接触并反应5min。
进一步,步骤2中,所述卤钨灯光源,为多用途光源,寿命长达10000小时,适于可见/近红外波长范围为360nm-2000nm;所述可见/近红外波长在360nm-1200nm范围内时,内嵌的滤光片支架为50.8平方毫米,厚度为3.0mm,可有效获取可见/近红外区域波段;所述输入光源的稳定性,在于卤钨灯输出稳定性为0.15%(峰间),漂移每小时小于0.3%。
进一步,步骤2中,所述可见/近红外光谱仪,体积小,便于携带;所述光谱仪模块,波长范围为300nm~1100nm,覆盖可见以及近红外区域;光谱仪光栅为600刻线/毫米,光学分辨率为1.5nm FWHM,扫描光谱信息更佳。
进一步,步骤3中,所述有机气体检测模型为乙醇的检测模型和乙酸乙酯的检测模型;所述乙醇的检测模型在联合[371.15nm 401.68nm]、[402.68nm 432.3nm]、[829.18nm854.45nm]、[1002.76nm 1025.7nm]四个波长区间内,模型相关系数较高,稳定性较好;所述乙酸乙酯的检测模型,在联合[371.15nm 401.68nm]、[666.64nm 694.15nm]、[749.21nm 775.76nm]、[802.64nm 828.55nm]四个波长区间内,模型相关系数较高,稳定性较好。
本发明的装置的技术方案为:
一种基于色敏传感器-可见/近红外光谱技术的检测挥发性有机化合物的装置,包括气体捕获传感器装置和可见/近红外光谱仪检测装置;
所述气体捕获传感器装置,氮气作为载气;所述载气从载气入口进入装置;所述载气入口经载气管道与阀门A相连;所述阀门A经载气管道与气体收集室相连;所述气体收集室与阀门相连;所述气体收集室中进气管道与有机液体表面之间、出气管道与气体收集室顶端之间均保持一定的距离;所述阀门与反应室进气口相连;所述反应室顶端放置气体捕获传感器;所述反应室出气口经载气管道与尾气收集球相连;
所述可见/近红外光谱仪检测装置中,载物台与载物支架固定;所述载物台、载物支架以及Y型光纤探头端,放置于暗箱操作室内;所述Y型光纤的探头端经载物支架固定;所述Y型光纤的入射光纤端与卤钨灯光源相连接,以获得稳定的光源输入;所述Y型光纤的反射光纤端与可见/近红外光谱仪连接,以获得色敏材料的可见/近红外区域的反射光谱;所述可见/近红外光谱仪经数据线与计算机相连,以实时操作相应的光谱仪软件,获取传感阵列的光谱数据。
进一步,所述气体捕获传感器装置中,设置有载气清理管路和载气携带挥发性有机化合物管路;所述载气清理管路,安装有阀门A和阀门B;所述阀门A和阀门B第一次全开时,管路处于清理状态,而第二次全开时,气体收集室内的挥发性有机化合物在载气携带下进入反应室与气体捕获传感器反应;气体收集室中进气管道与有机液体表面保持1.0cm的距离,出气管道与收集室顶端保持0.5cm的距离,以充分携带气体收集室内的有机气体。
进一步,所述可见/近红外光谱仪检测装置中,载物台为直径10.0cm、高度1.0cm的圆柱形底座;所述载物支架的高度可调,最高为15.0cm;所述暗箱操作室为边长为80.0cm的正方体纸箱,其正面中心处开门大小为30.0cm*40.0cm;所述Y型光纤探头端在暗箱操作室中与载物台保持0.3cm距离,可有效接触硅胶板上的色敏圆斑;所述色敏圆斑直径为0.2cm,完全覆盖Y型光纤探头端的光斑。
本发明的有益效果,具体如下:
其一,对于气体捕获传感器阵列的制作:经过量子化学试验计算、光谱动力学分析以及理化分析实验验证,筛选出对乙醇敏感的金属卟啉锌(TPPZn)、对乙酸乙酯敏感的四苯基卟吩氯化锰(OEPMncl),制作有机气体的捕获传感器;
其二,对于挥发性有机化合物的富集及捕获操作:待检测的有机化合物采用固定的用量和集气时间,可有足够的空间和时间,以达到更佳的挥发效果;将挥发出来的有机气体,经氮气作载气的携带,在反应室中可与气体捕获传感器,充分反应;
其三,对于捕获气体后的传感器的光谱检测操作:将反应后的气体捕获传感器,用多功能的卤钨灯光源照射,输入光源信号稳定;采用可见/近红外波段区域的光谱仪,可检测捕获有机气体后的传感器阵列的反射光谱数据;
其四,对于有机气体检测模型的优化分析:用标准正态变量变换(SNV)对可见/近红外光谱数据预处理后,使用联合区间偏最小二乘法(si-PLS)进行建模优化分析;对于乙醇的检测模型,在联合[371.15 401.68]、[402.68 432.3]、[829.18 854.45]、[1002.761025.7]四个波长区间时,模型相关系数较高,稳定性较好;对于乙酸乙酯的检测模型,在联合[371.15 401.68]、[666.64 694.15]、[749.21 775.76]、[802.64 828.55]四个波长区间时,模型相关系数较高,稳定性较好;
其五,对于气体捕获传感器装置:设置有载气清理管路和载气携带挥发性有机化合物管路,可有效采集挥发性有机化合物的含量;在气体收集室内,进气管道与有机液体表面、出气管道与收集室顶端均相应的保持一定距离,可充分携带气体收集室内的有机气体与气体捕获传感阵列反应;
其六,对于可见/近红外光谱仪检测装置:根据反应后的气体捕获传感器阵列特征,制作了相匹配的载物支架和暗箱操作室;采用Y型光纤连接卤钨灯光源和可见/近红外光谱仪,可将采集的光谱信息实时传送至电脑端,以实现在线监测有机气体含量。
附图说明
图1为本发明1×2气体捕获传感器示意图;
图2为本发明的实验装置示意图;(a)为气体捕获传感器装置示意图;(b)为可见/近红外光谱检测装置示意图;
图3为TPP-Zn对乙醇的si-PLS检测模型;
图4为TPP-Zn对乙醇、乙酸乙酯混合气体中,乙醇气体的si-PLS检测模型。
图中:1阀门A,2气体收集室,3阀门B,4气体捕获传感器,5反应室,6尾气收集球,7载物台,8载物支架,9暗箱操作室,10Y型光纤,11卤钨灯光源,12数据连接线,13可见/近红外光谱仪。
具体实施方式
以下将结合附图和具体实施方式对本发明的技术方案作进一步详细说明。本发明对挥发性有机化合物定量检测具有通用性。本实施案例所选的目标气体分属两类不同的低毒类且危害性相对较小的VOCs,分别为乙醇、乙酸乙酯,其它类型的挥发性有机化合物可参考此实例进行。
本实施案例优选出两种灵敏度较高、可靠性较强的色敏材料;采用气体捕获传感器装置,捕获反应室内的挥发性有机化合物;利用可见/近红外光谱仪检测装置,检测捕获气体后的传感器阵列的反射光谱数据,达到快速定量分析的目的。具体技术方案如下:
1、本发明的气体捕获传感器阵列制作流程,具体如下:
通过量子化学计算各种金属中心、推拉电子和取代基团的卟啉,结合紫外光谱动力学分析,最后结合试验验证,筛选出2种卟啉类化合物,分别为金属卟啉锌(TPPZn)、四苯基卟吩氯化锰(OEPMncl)。本发明中使用的两种色敏材料,可以分别与醇类、酯类挥发性有机化合物发生反应,产生不同强度的颜色变化,具有良好的选择性、灵敏性。
将卟啉类化合物分别溶于二氯甲烷溶剂,通过微量点样毛细管将2种色敏材料逐个印染在C2反向硅胶板上,构成如图1的1×2的气体捕获传感器阵列。
2、本发明的有机气体检测操作流程,具体如下:
在捕获有机气体开始前,载气(氮气)以流速为80mL/min直接进入反应室5,使传感器保持稳定状态;停止氮气流入,关闭阀门A 1、阀门B 3,取8mL测试样本置于气体收集室2中密闭,保持该状态20min,使有机化合物达到较好的挥发效果;将阀门A 1、B 2依次打开,载气切换到流动状态,使测试样本在恒定的温度、湿度的环境下,随着载气携带进入反应室5与气体捕获传感器4反应,接触5min充分反应。
在可见/近红外光谱仪检测开始前,卤素灯光源11连接220V交流电,并预热30min,Y型光纤10探头端与载物支架8连接并固定一定高度,Y型光纤10入射光纤端连接卤素灯光源11,Y型光纤10反射光纤端连接可见/近红外光谱仪13,可见/近红外光谱仪13通过数据传输线12与计算机相连。打开相应的可见/近红外光谱仪13操作软件,设置积分时间20ms,平滑度5点数,平均扫描次数5次,进行相应的暗矫正和白校正;取出气体捕获传感器装置中反应后的C2反向硅胶板,置于载物台7中,将Y型光纤10探头端对准硅胶板上的色敏材料圆斑,依次采集两种色敏材料的反射光谱,记录为当前样本经捕获之后的色敏材料光谱数值。
3、本发明的有机气体检测模型的建立与优化分析方法,具体如下:
采集的可见/近红外光谱含有噪声信息、背景漂移等,需用化学计量学方法建立多元回归模型进行分析预测。本发明采用可见/近红外光谱仪测量了挥发性有机化合物-乙醇、乙酸乙酯经捕获传感后的反射光谱,采用标准正态变量变换(SNV)对光谱数据进行预处理,联合区间偏最小二乘法(si-PLS)进行筛选变量,并对光谱数据进行建模,定量分析有机气体的含量。
4、本发明的基于色敏传感器-可见/近红外光谱技术的检测有机气体的装置,具体如下:
如图2(a),为气体捕获传感器装置,主要包括阀门A 1,气体收集室2,阀门B 3,气体捕获传感器4,反应室5,尾气收集球6。其中,氮气作为载气,从载气入口进入装置;载气入口经载气管道与阀门A 1相连;阀门A 1经载气管道与气体收集室2相连;气体收集室2与阀门3相连;气体收集室2中进气管道与有机液体表面以及出气管道与气体收集室2顶端,均保持一定的距离;阀门3与反应室5的进气口相连;反应室5顶端放置气体捕获传感器4;反应室5的出气口经载气管道与尾气收集球6相连。
如图2(b),为可见/近红外光谱仪检测装置,主要包括载物台7,载物支架8,暗箱操作室9,Y型光纤10,卤钨灯光源11,数据连接线12,可见/近红外光谱仪13。其中,载物台7与载物支架8经直径为1.0cm钻孔固定;载物台7、载物支架8以及Y型光纤10探头端均置于暗箱操作室9内;所述Y型光纤10的探头端经载物支架8固定;所述Y型光纤10的入射光纤端与卤钨灯光源11相连接,以获得稳定的光源输入;所述Y型光纤10的反射光纤端与可见/近红外光谱仪连接13,以获得色敏材料的可见/近红外区域的反射光谱;所述可见/近红外光谱仪13经数据线12与计算机相连,以实时操作相应的光谱仪软件,获取传感阵列的光谱数据。
下面将结合具体的实施案例对本发明进行详细描述。但这些实施案例并不限制本发明,本领域的普通技术人员根据这些实施案例所做出的结构、方法、或功能上的变换均包含在本发明的保护范围内。
实施案例1:不同浓度乙醇气体的检测
一种新型的不同浓度乙醇气体检测方法,包括如下步骤:
(1)如图1,为1×2气体捕获传感器阵列,其制作如下:(1)分别精确称取10mg的金属卟啉锌(TPPZn)和四苯基卟吩氯化锰(OEPMncl)色敏材料,溶解于二氯甲烷,定容至5mL容量瓶,超声15min促溶处理,获得浓度为2mg/mL的溶液。(2)用100×0.3mm的毛细管吸取1uL色敏材料溶液并用阵列模板辅助点样点于3×3cm的疏水反向硅胶板上。(3)待色敏材料在硅胶板上挥发至稳定,就获得如图1所示1×2气体捕获传感器阵列,将其用样本袋单个密封保存备用。
(2)取不同浓度(体积浓度)的乙醇溶液于烧杯中,相应的浓度梯度依次10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%,每个浓度梯度对应四个平行试验样本,将待测样本依次顺序置于气体收集室20min后,在载气的携带下与气体捕获传感器阵列接触5min。取出反应后的色敏传感阵列,置于暗箱操作室中的载物台上,调整载物支架高度,使得光纤探头覆盖色敏材料圆斑。光谱仪相应参数,设置为:积分时间20ms,平滑度5点数,平均扫描次数5次,进行相应的暗矫正和白校正之后,进行可见/近红外光谱数据检测。
(3)采集的可见/近红外光谱含有噪声信息、背景漂移等,采用标准正态变量变换(SNV)对光谱数据进行预处理;采用联合区间偏最小二乘法(si-PLS)进行筛选变量,并对光谱数据进行建模,定量分析样品中乙醇气体成分的含量。如图3为TPP-Zn对乙醇的si-PLS检测模型,在主成分为4时,联合[2 3 18 25]区间,其相关系数达到0.9706,RMSECV为0.0622,模型稳定性较好。
实施案例2:乙醇、乙酸乙酯混合气体中,乙醇气体的检测
一种新型的乙醇、乙酸乙酯混合气体中,乙醇气体的检测检测方法,包括如下步骤:
(1)同实施案例1:不同浓度乙醇气体的检测中的(1)。
(2)取同等浓度的乙醇、乙酸乙酯溶液于烧杯中,混合体积配比为:乙醇体积占比依次为10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%,乙酸乙酯体积占比依次为90%、80%、70%、60%、50%、40%、30%、20%、10%,每个混合配比对应三个平行试验样本,将待测样本依次顺序置于气体收集室20min后,在载气的携带下与气体捕获传感器阵列接触5min。可见/近红外光谱仪检测同实施案例1:不同浓度乙醇气体的检测中的(2)中光谱检测。
(3)采集的可见/近红外光谱含有噪声信息、背景漂移等,采用标准正态变量变换(SNV)对光谱数据进行预处;采用联合区间偏最小二乘法(si-PLS)进行筛选变量,并对光谱数据进行建模,定量分析样品中乙醇气体的含量。如图4为TPP-Zn对乙醇、乙酸乙酯混合气体中,乙醇气体的si-PLS检测模型,在主成分为5时,联合[5 11 15 21]区间,其相关系数达到0.9672,RMSECV为0.067,模型稳定性较好。
在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例,本领域的普通技术人员可以理解:在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (5)

1.一种检测挥发性有机化合物的方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤1,气体捕获传感器的制作:经过量子化学试验计算、光谱动力学分析,并结合理化分析实验验证,筛选出对乙醇敏感的金属卟啉锌TPPZn、对乙酸乙酯敏感的四苯基卟吩氯化锰OEPMncl;将两种色敏材料以一定浓度溶解在有机溶剂中,以C2反相硅胶板作为色敏材料载体;采用毛细管点样法将色敏材料固定在传感器载体上,形成一个1×2气体捕获传感器阵列(4);
步骤2,捕获传感器的可见/近红外波段区域的漫反射光谱检测:挥发性有机化合物在气体收集室(2)有效富集后,经载气携带进入反应室(5),与放置于反应室(5)顶端的气体捕获传感器(4)充分反应;用Y型光纤(10)将卤钨灯光源(11)与可见/近红外光谱仪(13)连接;采用卤钨灯光源(11)作为输入光源,扫描捕获气体后的传感器;用可见/近红外光谱仪(13)获取捕获气体后的传感器的可见/近红外波段区域的漫反射光谱;
步骤3,有机气体检测模型的优化分析:采用标准正态变量变换SNV对可见/近红外光谱数据进行预处理,使用联合区间偏最小二乘法si-PLS进行建模优化分析;
步骤1中气体捕获传感器的制作,通过量子化学计算各种金属中心、推拉电子和取代基团的卟啉,结合紫外光谱动力学分析,最后结合试验验证,选出对醇类气体敏感的金属卟啉锌TPPZn和对酯类气体敏感的四苯基卟吩氯化锰OEPMncl,作为色敏传感器-可见/近红外光谱装置的气体捕获传感器;
步骤3中,所述有机气体检测模型为乙醇的检测模型和乙酸乙酯的检测模型;所述乙醇的检测模型在联合[371.15nm 401.68nm]、[402.68nm 432.3nm]、[829.18nm 854.45nm]、[1002.76nm 1025.7nm]四个波长区间内;所述乙酸乙酯的检测模型,在联合[371.15nm401.68nm]、[666.64nm 694.15nm]、[749.21nm 775.76nm]、[802.64nm 828.55nm]四个波长区间内。
2.根据权利要求1所述的一种检测挥发性有机化合物的方法,其特征在于,步骤1中的色敏材料,将金属卟啉锌TPPZn、四苯基卟吩氯化锰OEPMncl溶于二氯甲烷溶剂,稀释浓度为2.0mg/mL的溶液;卟啉类化合物印染在C2反向硅胶板上;毛细管点样法中,两种色敏材料在硅胶板上形成直径均约为0.2cm的圆斑。
3.根据权利要求1所述的一种检测挥发性有机化合物的方法,其特征在于,步骤2中,所述有效富集,在于有机化合物用量为8.0mL,集气时间为20min;所述充分反应,在于经载气的携带进入反应室(5)与传感器完全接触并反应5min。
4.根据权利要求1所述的一种检测挥发性有机化合物的方法,其特征在于,步骤2中,所述卤钨灯光源,为多用途光源,寿命长达10000小时,适于可见/近红外波长范围为360nm-2000nm;卤钨灯输出峰间的稳定性为0.15%,漂移每小时小于0.3%。
5.根据权利要求1所述的一种检测挥发性有机化合物的方法,其特征在于,步骤2中,所述可见/近红外光谱仪(13)波长范围为300nm~1100nm,覆盖可见以及近红外区域;光谱仪光栅为600刻线/毫米,光学分辨率为1.5nm FWHM。
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