三甲胺气体检测技术的研究进展.pdf

第39卷第4期
化工技术与开发
Vol39 No 4
2010年4月
Technology & Development of Chemical Industry
Apr.2010
甲胺气体检测技术的研究进展
刘仕阳
(天津工业大学环境科学与化学工程学院,天津300160)
摘要:对近年来出现的三甲胺(TMA)气体的检测方法及各种传感器的原理做了详细的介绍,并对其应用前
景进行了展望。
关键词:三甲胺;检测;传感器
中图分类号:O659.36
文献标识码:A
文章编号:1671-9905(2010)04-0031-03
随着社会经济的发展尤其是工业的大カ发展,相间进行反复多次分配,经过一定的柱长后,便彼此
环境问题也日益严重,全球已经为此做出大量工作,分离,按顺序离开色谱柱进入检测器,产生的离子流
国内近年来也开始对此问题非常关注。但是目前社讯号经放大后,在记录器上描绘出各组分的色谱峰。
会大部分注意力集中于水体污染及土壤污染,对大
在离子色谱法中,多用酸或碱溶液吸收三甲胺
气污染关注度还远远不够。气体污染包括气状污染来测定,检测极限约为0.1mg?L-1。冯顺卿等人(2?
物(包括有害化学气体硫氧化物、一氧化碳、氮氧化采用模拟装置将生成的含三甲胺的大气通入50
物、碳氢化合物、氯气、气化氢、氟化物、氯化烃等)、mmol·L1HC水溶液中,并以0.5L?min~1流量用
粒状污染物(包括悬浮微粒、黑烟、酸雾落尘等)二大气采样器采样20min。以离子色谱测定采样后
次污染物(指污染物在空气中再经光化学反应而产的三甲胺盐酸盐水溶液,研究后得出三甲胺盐酸盐
生的污染,包括光化学雾、光化学性高氧化物等)。在0.40~40.4mgL-1时,峰面积和峰高与样品质
三甲胺属于气状污染物,常温下为无色有鱼油量浓度均有很好的线性关系,吸收液中三甲胺的检
臭的气体(鱼类产品的腥味主要来自于三甲胺),易出限为0.1mg-L-。
燃易爆,且对人体眼、鼻、咽喉和呼吸道有较强烈刺
何锡辉等人]将三甲胺的罐采样三级冷阱预
激作用,长期接触危害较大,因此限定三甲胺的浓度浓缩技术与GC-MS成功配合使用于测定空气中三
并准确测定具有重要意义。关于三甲胺的检测方法甲胺,大大简化操作,实验检出限为1.6×10-2mg
有很多种,较简单的有酸碱滴定法、凯氏定氮蒸馏m~3。
法,但是误差大,仅作初步测定用。分光光度法,离
朱仁康等人采用气相色谱法,利用大口径毛
子色谱法,高效液相色谱法,顶空气相色谱法,柱前细管柱分离三甲胺,然后用氮磷检测器(NPD)进行
衍生气相色谱法,直接进样气相色谱法,气相色谱法检测,实验检出限为0.025mg?L-1。同时在实验室
等精度高、检测准确,但缺点是分析步骤复杂,耗时进行对比实验,使用氢火焰离子化检测器(FD)进
且需要昂贵的设备1。
行检,研究结果表明使用氮磷检测器精度较高,可
近年来随着传感器技术的不断发展,各类用于用于检测环境试样中低含量甲胺类有机物的监测。
三甲胺检测的传感器相继得到开发。包括重量型传
感器,光学传感器,电化学生物传感器等。本文主要2分光光度法
介绍检测三甲胺的方法及各种传感器。
分光光度法是通过测定被测物在特定波长处或
1气相色谱法
一定波长范围内光的吸收度,来确定被测物具体组
成成分及浓度。使用分光光度法测定三甲胺含量选
气相色谱法是利用试样中各组分在气相和固定择性较好,但操作麻烦,耗时较长。韩书霞等人
液相间的分配系数不同进行检测的。当汽化后的试采用无水甲苯萃取,处理完毕后将苦味酸和三甲胺
样被载气带入色谱柱中运行时,组分就在其中的两反应生成黄色苦味酸三甲胺盐,并选择410nm处
作者简介:刘仕阳(1986-),男,天津工业大学在读本科生。Emai:lsy8611200o163.om
收稿日期:200000
化工技术与开发
第39卷
测量萃取溶液的吸光度。硏究表明分光光度法的标体一抗原的专一性结合的认识。通过合成具有与目
准偏差在0.0000~-0.0007之间。
标分子相耦合的高分子化合物,实现对目标分子的
3传感器法
专一性识别。具体而言,目标分子(模板分子)会与
高分子单体具有一定的相互作用,在聚合过程中,形
三甲胺气体传感器是一种能感受三甲胺气体的成嵌有模板分子的高分子聚合物。通过一定的方法
信息(一般为不能直接为人或仪器所直接观测到的清除掉模板分子后,形成记录模板分子形状和大小
信号,如晶型转变微量重量变化等),并能将所感受的空穴,从而使刚性高分子聚合物对特定目标分子
到的信息转化为其他较直观的信号(如电信号等易表现出相应的选择性结合。
于传输、存储、记录、显示、处理、控制的信号)的装
分子印迹技术的出现和发展为压电石英晶体传
置。传感器法可检测三甲胺气体的方面(各种物化感器提供了新的分子识别途径,该技术在大气监测
性质)更广,并且处理更加方便,许多传感器具备自的应用研究也日趋广泛[?。
动检测自动控制功能。
石英晶体微天平技术(QCM)是一种常见的质
传感器法相对于气相色谱法、分光光度计法等量测量式传感器,基于石英晶片在振荡电路中振荡
操作简便、反应速度快,并且由于传感器体积小,便时有个基础频率,当样品附着在石英晶片上吸附后,
携,能自动控制,能适应更多较恶劣条件,因此近年振荡频率随附着量的增加而减小。其灵敏度非常
来传感器得到大力发展。
高,通常可测定纳克级别的质量变化。自1964年有
3.1电化学金属氧化物传感器
人提出将QCM应用于气体监测以来,相关研究与
电化学金属氧化物传感器是基于许多金属半导报道日益增多I0?。
体氧化物对三甲胺气体敏感,在特定条件下能产生
李光等人川使用聚毗咯修饰QCM,制成三甲
晶型转变,然后通过检测晶型转变的状况得出检测胺气体传感器,其聚吡咯材料由乳聚法制备,然后根
结果。此检测手段实际为物理手段,具有简单快捷、据敏感QCM和参比QCM间的频率差变化来实现
连鍈和非破坏性的特点,但是易于中毒,且工作温度气体的检测,研究表明检测灵敏度可达到1.804
高,条件较苛刻。
Hz10-6,下检出限(3倍基线噪声)为3×10-°。
吴风清等人?将纳米TO2制成三甲胺的气敏
元件,他们使用硬脂酸凝胶法制备纳米TO2材料,4结语
并使用XRD、TEM、IR、XPS等手段对纳米晶体的
除上述各种传感器外,还有三甲胺比色传感器
物化性质进行表征分析,检测了不同品型的TO2气(基于一些对三甲胺气体敏感的物质在三甲胺存在
敏元件的敏感性能,研究表明锐钛矿性纳米气敏元条件下产生可视变化)等,但目前比色传感器发展还
件对三甲胺灵敏度较高。
不完善,精度不高,实用价值不大。从目前形势来
3.2电化学生物传感器
看,三甲胺的检测技术将朝传感器方向发展,并将更
电化学生物传感器相对于传统传感器具有灵敏加小型化、智能化通用化。小型化将更加易于应用
度高、选择性高的特点,因为此类传感器采用酶等生于实际,尤其偏远场所;智能化将大大简化操作与处
物物质作为分子识别层,而酶等生物物质对底物专理,降低危险系数;通用化是大方向,对环境有危害
一性的特征使得传感器的灵敏性选择性大大提高。
的气体种类繁多,非常复杂,能够检验更多有害气体
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