专利名称：一种有机气体的鉴别方法
技术领域：
本发明涉及借助于测定材料的化学或物理性质来测试或分析材料，具体涉及利用化学发光来来测试或分析材料。
背景技术：
气体传感器在检测有毒有害气体方面具有许多独特之处。在很多情况下，我们不仅要求传感器能够检测出有害气体的浓度，而且还要求其能够识别出被测气体的种类，基于多种纳米材料(即催化剂)的阵列传感器就是为了满足上述需求而开始发展的。这种阵列传感器实质上是由不同催化剂的催化发光传感器组成的阵列，利用特定单组分或混合气体(标准品)流过所述催化发光传感器组成的阵列时产生多个不同强度的光信号，并采用图像传感器CXD (Charge Coupled Device)将所拾取的光信号转变成电信号，再由数据处理设备(如模数转换器芯片、计算机)转换成“指纹”图谱并记录下作为标准图谱，然后将未知气体(样品)通过所述陈列传感器产生的光谱与标准图谱比对，进而识别未知气体。如已有可以识别三甲胺、硫化氢和乙醇等有机气体的阵列传感器的报道(参见:Na N，Zhang S C，WangS，Zhang X R.A catalytic nanomaterial-based optical chemo-sensor array[J].J.Am.Chem.Soc.2006，128 (45): 14420-14421 )。但是，上述阵列传感器仍存在下述不足:
(I)所述的阵列传感器是由不同催化剂的催化发光传感器组成的阵列，因此不仅复杂，而且所述阵列每一个催化发光传感器都是一个不稳定因素，其中一个催化发光传感器随使用时间增加而产生的不稳定因素导致信号飘移都会影响整体识别效果(A.Szczurek, M.Maciejew, Recognition of benzene toluene and xylene using TGS array integratedwith linear and non-linear classifier, Talanta, 2004, 64 (3), 609-617.) ； (2)多个气敏元件不利于降低仪器的成本和仪器的微型化。因此，寻求一种使用传感器少，且方便快捷的有机气体的鉴别方法是具有重要意义。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种有机气体的鉴别方法，该方法具有使用催化发光传感器少的优点。本发明解决上述问题的技术方案如下:一种有机气体的鉴别方法，该方法包括以下步骤:用一根管道将一只催化发光传感器的一个气体传输口(即气体进口或气体出口)与另一只催化发光传感器的一个气体传输口(即气体进口或气体出口)连通；然后，先对各种有机气体标准品进行检测，分别获取每一种有机气体标准品在两只催化发光传感器内的催化发光强度，并计算出每一种有机气体标准品在两只催化发光传感器内的催化发光强度的峰值比，建立每一种有机气体标准品所对应的催化发光强度的峰值比的数据库；再以同样的方式获取待鉴别有机气体的催化发光强度的峰值比；最后将待鉴别有机气体的催化发光强度的峰值比与所述数据库中的催化发光强度的峰值比逐一进行比较，催化发光强度的峰值比最接近的有机气体标准品即是待鉴别有机气体；其中，所述的有机气体标准品反应气体和待鉴别有机气体反应气体的检测方法为:以两只催化发光传感器剩下的两个气体传输口中的一个为进气口另一为出气口，在两只催化发光传感器的反应室内温度相同的条件下，由载气将所述的反应气体带入催化发光传感器，并分别调节载气和反应气体的流速，使反应气体在前面一只催化发光传感器反应室内催化发光的光信号回到基线后才到达后面一只催化发光传感器反应室内。一种实现上述方法的有机气体的鉴别系统，该系统由催化发光传感器、温度控制器、由单色器与光电倍增管组成的光电转换器和计算机组成，其特征在于，所述的催化发光传感器为两只，其中，一只催化发光传感器的一个气体传输口(即气体进口或气体出口)由管道与另一只催化发光传感器的一个气体传输口(即气体进口或气体出口)连通；所述的光电转换器位于两只催化发光传感器中间的正下方。上述鉴别系统中所述连通两只催化发光传感器的管道可以是金属管、玻璃管或高分子材料管，但是由于管道较长，因此为了节约空间优先选用高分子材料软管，如聚四氟乙烯软管。由上述两种鉴别系统的方案可知，本发明所述的鉴别系统类似于BPCL型微弱发光测量仪，与现有BPCL型微弱发光测量仪的区别仅在于所述的催化发光传感器为两只，且二者的反应室之间采用管道串联，因此，本发明所述鉴别方法的工艺条件和参数是本领域普通技术人员熟知的，可根据有关文献的报导进行选择，也可自行摸索。本发明人推荐的工艺条件和参数如下所述:催化发光传感器反应室内的温度为100 400°C;单色器的检波波长为400 575nm。由于本发明所述鉴别方法中使反应气体在前面一只催化发光传感器反应室内催化发光的光信号回到基线后才到达后面一只催化发光传感器反应室内的目的是为了避免两只催化发光传感器所得到的光谱曲线不重叠，因此所述载气和反应气体的流速要根据有机气体在一只催化发光传感内催化发光反应时间长短和连接两只催化发光传感器的管道长短由实验来确定，但该实验的方法是本领域应具备的常识。本发明较现有技术具有以下有益效果:1、所需要的传感器的数量少(只需要两只)，因此不仅设备投资少，而且传感器随使用时间增加而产生的不稳定因素也少；2、由于比较判断的数据是两只传感器的催化发光强度的峰值比，各种因素导致两只传感器特性参数的改变是同步的，因此各种因素导致两只传感器特性参数的改变几乎不影响比较判断结果。3、由于很多有机物在加热的条件下可转变成气态，因此本发明所述方法还可用于易挥发性有机物的鉴别。
图1为本发明所述鉴别系统的一个具体实施例的原理图。图2为醇类反应气体催化发光反应的光谱图。图3为醛类反应气体催化发光反应的光谱图。图4为不同有机气体标准品催化发光强度峰值比的条形图。
具体实施例方式例1(鉴别系统组成)参见图1，本实施所述的有机气体的鉴别系统是由两只催化发光传感器1、一只温度控制器2、一只由单色器3与光电倍增管4组成的光电转换器、一台计算机5和一条聚四氟乙烯软管6组成。所述两只催化发光传感器I中，一只催化发光传感器I的一个气体传输口由长20m、内径0.3mm的聚四氟乙烯软管6与另一只催化发光传感器I的一个气体传输口连通；所述光电转换器位于两只催化发光传感器I中间的正下方，其信号输出端与计算机5的串行口连接。上述两只催化发光传感器I的陶瓷加热棒7上所喷涂的纳米敏感材料可相同，也可不同，亦即两只催化发光传感器I可相同，也可不同。例2 (置信区间的考察)1、鉴别系统按上述实施例1所述的鉴别系统本发明人对在中国科学院生物物理研究所购买的一台BPCL型微弱发光测量仪进行了改造，即在其样品室内放置一只纳米MgO催化发光传感器作为反应气体入口传感器，一只纳米SrCO3催化发光传感器作为反应气体出口传感器，并将二者的反应室用一条长20m聚四氟乙烯软管连通。2、反应气体样品将有机气体甲醇、乙醇、异丙醇、正丁醇、乙醛、戊二醛、丙醛和正丁醛分别置入顶空色谱进样器中转变成气体，再配制成如表I所示的5种浓度的反应气体样品。3、实验方法参见见图1，将空气载气以280mL/min的流量泵入所述入口传感器；然后用医用注射器吸取3mL反应气体样品以3mL/s的速度注入到空气载气中，空气载气载运着反应气体样品，依次流经所述入口传感器和出口传感器，在温度均为250°C的两石英玻璃管(即反应室)内进行催化发光反应，所产生的光信号经检波波长为400nm的单色器3滤波后由光电倍增管4变换为电信号送入计算机便得到如图2和图3所示的图谱；同时，由计算机在所得到的图谱中分别检出入口传感器内的催化发光强度的峰值Ia和出口传感器内的催化发光强度的峰值Ik，最后再计算出两催化发光传感器内催化发光强度的峰值比IA/IK，具体结果如表I所示。表I催化发光强度统计分析表
权利要求
1.一种有机气体的鉴别方法，该方法包括以下步骤: 用一根管道将一只催化发光传感器的一个气体传输口与另一只催化发光传感器的一个气体传输口连通；然后， 先对各种有机气体标准品进行检测，分别获取每一种有机气体标准品在两只催化发光传感器内的催化发光强度，并计算出每一种有机气体标准品在两只催化发光传感器内的催化发光强度的峰值比，建立每一种有机气体标准品所对应的催化发光强度的峰值比的数据库；再以同样的方式获取待鉴别有机气体的催化发光强度的峰值比；最后将待鉴别有机气体的催化发光强度的峰值比与所述数据库中的催化发光强度的峰值比逐一进行比较，催化发光强度的峰值比最接近的有机气体标准品即是待鉴别有机气体；其中，所述的有机气体标准品反应气体和待鉴别有机气体反应气体的检测方法为: 以两只催化发光传感器剩下的两个气体传输口中的一个为进气口另一为出气口，在两只催化发光传感器的反应室内温度相同的条件下，由载气将所述的反应气体带入催化发光传感器，并分别调节载气和反应气体的流速，使反应气体在前面一只催化发光传感器反应室内催化发光的光信号回到基线后才到达后面一只催化发光传感器反应室内。
2.一种实现权利要求1所述方法的有机气体的鉴别系统，该系统由催化发光传感器、温度控制器、由单色器与光电倍增管组成的光电转换器和计算机组成，其特征在于，所述的催化发光传感器为两只，其中，一只催化发光传感器的一个气体传输口由管道与另一只催化发光传感器的一个气体传输口连通；所述的光电转换器位于两只催化发光传感器中间的正下方。
全文摘要
本发明涉及一种有机气体的鉴别方法，该方法包括以下步骤用一根管道将一只催化发光传感器的一个气体传输口与另一只催化发光传感器的一个气体传输口连通；以两只催化发光传感器剩下的两个气体传输口中的一个为进气口另一为出气口，在两只催化发光传感器的反应室内温度相同的条件下，由载气将所述的反应气体带入催化发光传感器，并分别调节载气和反应气体的流速，使反应气体在前面一只催化发光传感器反应室内催化发光的光信号回到基线后才到达后面一只催化发光传感器反应室内；将待鉴别有机气体的催化发光强度的峰值比与有机气体标准品的催化发光强度的峰值比进行比较，催化发光强度的峰值比最接近的有机气体标准品即是待鉴别有机气体。
文档编号G01N21/76GK103196901SQ20131010106
公开日2013年7月10日 申请日期2013年3月26日 优先权日2013年3月26日
发明者曹小安, 张润坤, 陈景林, 刘永慧 申请人:广州大学