非热等离子体辅助CO室温氧化的催化发光现象研究

来源 :中国化学会第29届学术年会 | 被引量 : 0次 | 上传用户:yushion
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  CO是一种无色无味但有剧毒的气体污染物,难以检测,易于被人们忽略而导致中毒。催化发光是物质在固体催化剂表面发生催化氧化时所产生的一种化学发光。[1],[2]关于CO在贵金属负载的催化剂表面发生催化氧化时的催化发光现象已有报道。[3]然而,由于CO的催化发光活性比较低,需要较高的反应温度才能获得比较好的催化发光信号。低温等离子体是一种由大量的电子、离子、中性原子、激发态原子、光子和自由基等组成的具有较高化学活性的气体。低温等离子体辅助催化发光技术已被广泛地用于苯系化合物、气态烃类、糖类等物质的检测[4-5]。但是,这些反应仍然需要较高的温度(>100°C)才能获得可识别的催化发光响应。人们合成了各种各样的催化剂来降低催化发光所需的反应温度,但关于CO低温催化发光的报道依然很少。因此,找到一种低成本、易操作的途径来实现室温下CO的催化发光仍具有非常重要的意义。本工作借助低温等离子体的活化性能,以Mn/SiO2为催化剂,构建了非热等离子体辅助催化发光系统(NTPA-CTL),首次在CO的室温氧化过程中发现了较强的催化发光现象。室温条件下,以空气为放电气体、载气和氧化物,在Mn/SiO2催化剂表面CO的氧化过程中得到了高强度、高选择性的催化发光信号。无等离子体辅助或在其他金属(Co,Cr和Fe)负载的SiO2催化剂表面却没有得到明显的相应信号。此外,CO催化发光强度与CO转化率之间具有一定的线性相关性,表明催化发光强度与催化剂的催化活性有关。在不需要任何光源激发和加热单元的情况下,我们构建了一种简单、低成本的非热等离子体辅助催化发光(NTPA-CTL)CO传感器,实现了室温下对CO的快速、高灵敏度检测。
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