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本發明專利技術公開了一種利用氧化型傳感器檢測低濃度乙烯的方法，屬于環境保護技術領域，主要解決以往技術中存在的靈敏度低、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化為CO2，通過紅外光譜等方法檢測生成的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、專一性強的優點。

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【技術實現步驟摘要】

一種利用氧化型傳感器檢測低濃度乙烯的方法

本專利技術屬于環境保護

，具體涉及一種利用氧化型傳感器檢測低濃度乙烯的方法。

技術介紹

乙烯是一種高光化學活性的揮發性有機污染物，對環境有嚴重危害，可對水體、土壤和大氣造成污染。人體長期接觸，可引起頭昏、全身不適、乏力、思維不集中甚至意識喪失。同時，乙烯作為一種植物激素，具有抑制植物生長、促進成熟與衰老的作用。實現乙烯濃度的有效檢測和控制，在果蔬存儲、運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的方法主要有氣相色譜法、光學傳感器和電化學傳感器[SensorsandActuatorsB203(2014)187–196；SensorsandActuatorsB240(2017)132–141]。氣相色譜因其價格昂貴、儀器設備大、攜帶不方便，故不適合現場檢測分析。用于乙烯檢測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，檢測性能一般。總之，以上檢測方法存在諸如靈敏度低、使用壽命短、易受氣體干擾等問題。碳氫化合物在一定條件下能夠完全氧化成CO2，利用紅外光譜等方法對生成的CO2的濃度進行分析，能夠實現碳氫化合物濃度的有效檢測，是一種具有廣闊應用前景的檢測方法。目前，限制該方法在低濃度乙烯檢測方面應用的因素，主要是缺乏能夠在室溫條件下實現乙烯完全氧化的催化劑。本研究利用對乙烯專一性催化的材料，在溫和的(室溫)條件下，實現低濃度乙烯的完全轉化，從而使該檢測方法在低濃度乙烯的檢測方面的應用成為可能。該檢測方法克服了傳統檢測方法中對低濃度乙烯直接檢測存在的不足，具有攜帶方便、靈敏度高等優點。

技術實現思路

本專利技術的目的是提供一種利用氧化型傳感器檢測低濃度乙烯的方法。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生成的CO2濃度來確定乙烯濃度。該催化材料對丙烯、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檢測結果的影響。本專利技術提供的方法中，所使用的催化材料是以硅鋁比為10～1000不同骨架結構類型的微孔分子篩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。優選地，所述方法適用的濕度范圍為10～95％RH。更優選地，所述方法適用的濕度范圍為10～50％RH。優選地，所述方法適用的壓力范圍為0.1～10.0MPa。更優選地乙烯傳感器，所述方法適用的壓力范圍為0.1～5.0MPa。優選地，所述方法檢測的乙烯氣體的濃度范圍為0.2ppm～1％。更優選地，所述方法檢測的乙烯氣體的濃度范圍為5ppm～0.1％。本專利技術提供的檢測低濃度乙烯的方法，可實現室溫下低濃度乙烯的檢測。該方法適用的濕度范圍為10％～95％RH(相對濕度)乙烯傳感器，壓力范圍為0.1～10.0MPa，乙烯氣體濃度檢測范圍為0.2ppm～1％。

該方法具有靈敏度高、使用壽命長的優點，可有效消除丙烯、丁烯、丙烷、丁烷等污染物氣體的干擾對檢測結果的影響天然氣檢測儀，可將該方法應用于低濃度乙烯檢測的氧化型傳感器中。具體實施方式下面以實施例對本專利技術做進一步說明，僅為了能更清楚地說明本專利技術，對本專利技術的范圍并無任何限制。實施例1：98ppm乙烯的檢測：采用Beta微孔分子篩負載Ag催化材料。催化材料是硅鋁比為40的Beta微孔分子篩負載Ag，Ag的負載量為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，用紅外光譜檢測生成CO2的濃度為196ppm，可確定通入乙烯氣體的濃度為98ppm，檢測濃度與通入濃度一致。實施例2：不同濃度的乙烯的檢測：采用ZSM-5微孔分子篩負載Ag催化材料。催化材料是硅鋁比為80的ZSM-5微孔分子篩負載Ag，Ag的負載量為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，檢測濃度與通入濃度一致。

實施例3：100ppm乙烯(含有丙烯、丁烯兩種干擾氣體)的檢測：采用硅鋁比為40的ZSM-5微孔分子篩負載Pt催化材料。催化材料是硅鋁比為40的ZSM-5微孔分子篩負載Pt，Pt的負載量為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，用紅外光譜檢測生成CO2的濃度為200ppm，可確定通入乙烯氣體的濃度為100ppm，檢測濃度與通入濃度一致。

【技術保護點】

一種利用氧化型傳感器檢測低濃度乙烯的方法，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煤氣報警器，利用紅外光譜等方法檢測生成的CO2濃度來確定乙烯的濃度。

【技術特征摘要】

1.一種利用氧化型傳感器檢測低濃度乙烯的方法，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生成的CO2濃度來確定乙烯的濃度。2.根據權利要求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.根據權利要求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...

【專利技術屬性】

技術研發人員：郝鄭平，楊洪玲，張中申，麻春艷，

申請(專利權)人：中國科學院生態環境研究中心，

類型：發明

國別省市：北京,11

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