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关键词：
地表水体污染,地表水质,时空差异,温榆河
发表时间：
2012-08-28 09:13:53
基于纳米SnO_2材料的二维纳米催化发光传感器研制及其测定甲基叔丁基醚的应用
宋婷婷 | -> | 1301| 0| 0.762575MB |可控合成,SnO2,纳米材料,催化发光,二维传感器,甲基叔丁基醚
摘要以碳纳米管( CNT) 为模板，采用液相沉积法可控合成了SnO2-CNT 复合纳米材料、SnO2纳米棒两种形貌的SnO2纳米材料，研究了它们对甲醇、MTBE 催化发光的影响。通过考察两种不同形貌SnO2纳米材料的结构、比表面积与其催化发光的关系，建立了一种二维纳米催化发光传感器，并测定了MTBE 产品的纯度和其中的甲醇含量，甲醇的线性范围为0． 050 ～ 3． 0 g /L，MTBE 的线性范围为0． 028 ～ 8． 0 g /L。
纳米材料表面催化发光现象已在传感器设计和催化剂活性评价方面得到了系列应用［1 ～ 7］。催化发光( CTL) 是指催化反应过程中产生的激发态产物返回到基态时，放射出光量子的现象［8］。Breysse 等［8］在ThO2表面CO 的催化氧化过程中首次观察到了CTL 现象; 随后，McCord［9］和Konig［10］等在不同化学反应过程中也发现了CTL 现象; Nakagawa 等［11］研究了乙醇和丙酮在%-Al2O3上的发光现象; Zhu 等［12］发现纳米材料可以显著催化气固表面的发光强度，利用乙醇等在纳米TiO2上的CTL 现象进行了识别研究，并开展了纳米材料表面CTL 的系列研究，发现当样品分子通过具有催化活性纳米粒子表面能够发光，并设计了基于CTL 的乙醇、乙醛、氨、硫化氢等系列传感器［13 ～ 15］。
CTL 光谱和强度与气体样品分子的结构和催化剂种类等因素密切相关，已有研究者致力于不同种类纳米材料的CTL 研究［16 ～ 18］，而同一种纳米材料通常具有不同的结构和比表面积，因而催化活性也不相同，导致CTL 行为有所不同［19， 20］。采用碳纳米管( Carbon nanotubes，CNT) 为模板，通过液相沉积法可控合了成SnO2-CNT 纳米复合材料和SnO2纳米棒［20］。SnO2-CNT 纳米复合材料可以显著改善甲醇的CTL 性能，SnO2纳米棒可以显著改善甲基叔丁基醚( MTBE) 的CTL 性能。目前，纳米CTL 传感器大多基于一种特定纳米材料的CTL 传感器，只能测定单一样品的浓度［13 ～ 15］。
MTBE 具有较高的辛烷值( 马达法: 101) ，是车用汽油的理想调合组分，可以显著提高无铅汽油的辛烷值。目前，许多国家禁止使用含铅汽油。用MTBE 调制高辛烷值无铅汽油，可以减轻空气污染，具有良好的市场和应用前景。此外，合成MTBE 反应剩余的碳四，是生产烷基化汽油和高纯度1-丁烯的原料; 分解MTBE 的高纯异丁烯是重要化工原料和中间体。MTBE 产品检验的重要指标是MTBE 纯度和甲醇含量，目前采用气相色谱法测定。
本研究建立了SnO2-CNT 纳米复合材料和SnO2纳米棒的二维CTL 传感器，可同时测定MTBE 纯度和甲醇含量。深入研究二维CTL 传感器，对进一步探讨纳米CTL 反应机理具有推动作用，同时对研究高通量多维CTL 传感器将产生积极的促进作用。
CTL 光谱和强度与气体样品分子的结构和催化剂种类等因素密切相关，已有研究者致力于不同种类纳米材料的CTL 研究［16 ～ 18］，而同一种纳米材料通常具有不同的结构和比表面积，因而催化活性也不相同，导致CTL 行为有所不同［19， 20］。采用碳纳米管( Carbon nanotubes，CNT) 为模板，通过液相沉积法可控合了成SnO2-CNT 纳米复合材料和SnO2纳米棒［20］。SnO2-CNT 纳米复合材料可以显著改善甲醇的CTL 性能，SnO2纳米棒可以显著改善甲基叔丁基醚( MTBE) 的CTL 性能。目前，纳米CTL 传感器大多基于一种特定纳米材料的CTL 传感器，只能测定单一样品的浓度［13 ～ 15］。
MTBE 具有较高的辛烷值( 马达法: 101) ，是车用汽油的理想调合组分，可以显著提高无铅汽油的辛烷值。目前，许多国家禁止使用含铅汽油。用MTBE 调制高辛烷值无铅汽油，可以减轻空气污染，具有良好的市场和应用前景。此外，合成MTBE 反应剩余的碳四，是生产烷基化汽油和高纯度1-丁烯的原料; 分解MTBE 的高纯异丁烯是重要化工原料和中间体。MTBE 产品检验的重要指标是MTBE 纯度和甲醇含量，目前采用气相色谱法测定。
本研究建立了SnO2-CNT 纳米复合材料和SnO2纳米棒的二维CTL 传感器，可同时测定MTBE 纯度和甲醇含量。深入研究二维CTL 传感器，对进一步探讨纳米CTL 反应机理具有推动作用，同时对研究高通量多维CTL 传感器将产生积极的促进作用。
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