本发明专利技术公开了一种利用氧化型传感器检测低浓度乙烯的方法，属于环境保护技术领域，主要解决以往技术中存在的灵敏度低、使用寿命短、气体干扰影响的问题。该方法是利用室温催化材料，催化乙烯并使之完全转化为CO2，通过红外光谱等方法检测生成的CO2浓度来确定乙烯的浓度。所使用的催化材料是以微孔分子筛为载体，以贵金属Au、Ag、Pt等中的至少一种为活性组分，以过渡金属Ni、Cu、Mn等中的至少一种为助剂。该方法所适用的湿度范围为10～95％相对湿度，压力范围为0.1～10.0MPa，乙烯浓度范围为0.2ppm～1％。该方法不受气体组成的限制，能够有效排除C3以上烯烃，C2以上烷烃、炔烃、醛、酮等气体的干扰，具有灵敏度高、专一性强的优点。

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【技术实现步骤摘要】

一种利用氧化型传感器检测低浓度乙烯的方法

本专利技术属于环境保护

，具体涉及一种利用氧化型传感器检测低浓度乙烯的方法。

技术介绍

乙烯是一种高光化学活性的挥发性有机污染物，对环境有严重危害，可对水体、土壤和大气造成污染。人体长期接触，可引起头昏、全身不适、乏力、思维不集中甚至意识丧失。同时，乙烯作为一种植物激素，具有抑制植物生长、促进成熟与衰老的作用。实现乙烯浓度的有效检测和控制，在果蔬存储、运输及保鲜等过程中具有重要意义。目前用于低浓度乙烯检测的方法主要有气相色谱法、光学传感器和电化学传感器[SensorsandActuatorsB203(2014)187–196；SensorsandActuatorsB240(2017)132–141]。气相色谱因其价格昂贵、仪器设备大、携带不方便，故不适合现场检测分析。用于乙烯检测的非分光红外乙烯传感器，其选择性和灵敏度比较差、存在一定的缺陷。电化学乙烯传感器，虽具有良好的灵敏度，但易受干扰气体和温度的影响，检测性能一般。总之，以上检测方法存在诸如灵敏度低、使用寿命短、易受气体干扰等问题。碳氢化合物在一定条件下能够完全氧化成CO2，利用红外光谱等方法对生成的CO2的浓度进行分析，能够实现碳氢化合物浓度的有效检测，是一种具有广阔应用前景的检测方法。目前，限制该方法在低浓度乙烯检测方面应用的因素，主要是缺乏能够在室温条件下实现乙烯完全氧化的催化剂。本研究利用对乙烯专一性催化的材料，在温和的(室温)条件下，实现低浓度乙烯的完全转化，从而使该检测方法在低浓度乙烯的检测方面的应用成为可能。该检测方法克服了传统检测方法中对低浓度乙烯直接检测存在的不足，具有携带方便、灵敏度高等优点。

技术实现思路

本专利技术的目的是提供一种利用氧化型传感器检测低浓度乙烯的方法。该方法是利用室温催化材料，催化乙烯完全氧化为CO2，通过红外光谱等方法检测生成的CO2浓度来确定乙烯浓度。该催化材料对丙烯、丁烯、丙烷、丁烷等气体没有室温催化氧化活性，从而有效地排除了其它气体干扰对检测结果的影响。本专利技术提供的方法中，所使用的催化材料是以硅铝比为10～1000不同骨架结构类型的微孔分子筛ZSM-5分子筛、Beta分子筛、X型分子筛、Y型分子筛或丝光沸石为载体，以贵金属中至少一种为活性组分，以过渡金属Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Cr、Mn中至少一种为助剂。优选地，所述方法适用的湿度范围为10～95％RH。更优选地，所述方法适用的湿度范围为10～50％RH。优选地，所述方法适用的压力范围为0.1～10.0MPa。更优选地乙烯传感器，所述方法适用的压力范围为0.1～5.0MPa。优选地，所述方法检测的乙烯气体的浓度范围为0.2ppm～1％。更优选地，所述方法检测的乙烯气体的浓度范围为5ppm～0.1％。本专利技术提供的检测低浓度乙烯的方法，可实现室温下低浓度乙烯的检测。该方法适用的湿度范围为10％～95％RH(相对湿度)乙烯传感器，压力范围为0.1～10.0MPa，乙烯气体浓度检测范围为0.2ppm～1％。

该方法具有灵敏度高、使用寿命长的优点，可有效消除丙烯、丁烯、丙烷、丁烷等污染物气体的干扰对检测结果的影响天然气检测仪，可将该方法应用于低浓度乙烯检测的氧化型传感器中。具体实施方式下面以实施例对本专利技术做进一步说明，仅为了能更清楚地说明本专利技术，对本专利技术的范围并无任何限制。实施例1：98ppm乙烯的检测：采用Beta微孔分子筛负载Ag催化材料。催化材料是硅铝比为40的Beta微孔分子筛负载Ag，Ag的负载量为1％，催化材料的使用量为200mg，通入乙烯气体的浓度为98ppm，流速为25mL·min-1，25℃常压，用红外光谱检测生成CO2的浓度为196ppm，可确定通入乙烯气体的浓度为98ppm，检测浓度与通入浓度一致。实施例2：不同浓度的乙烯的检测：采用ZSM-5微孔分子筛负载Ag催化材料。催化材料是硅铝比为80的ZSM-5微孔分子筛负载Ag，Ag的负载量为1％，催化材料的使用量为200mg，通入乙烯气体的浓度分别为15ppm、130ppm、350ppm、455ppm和655ppm，流速为25mL·min-1，25℃常压，用红外光谱检测生成CO2的浓度分别为30ppm、258ppm、702ppm、910ppm和1312ppm，可确定通入乙烯气体的浓度分别为15ppm、129ppm、351ppm、455ppm和656ppm，检测浓度与通入浓度一致。

实施例3：100ppm乙烯(含有丙烯、丁烯两种干扰气体)的检测：采用硅铝比为40的ZSM-5微孔分子筛负载Pt催化材料。催化材料是硅铝比为40的ZSM-5微孔分子筛负载Pt，Pt的负载量为0.5％，催化材料的使用量为200mg，通入乙烯气体的浓度为100ppm，丙烯气体浓度为20ppm乙烯传感器，丁烯气体浓度为20ppm，总流速为25mL·min-1，25℃常压，丙烯和丁烯没有被催化氧化，仅仅是将乙烯100％完全氧化成CO2，用红外光谱检测生成CO2的浓度为200ppm，可确定通入乙烯气体的浓度为100ppm，检测浓度与通入浓度一致。

【技术保护点】

一种利用氧化型传感器检测低浓度乙烯的方法，其特征在于：所述方法是利用室温催化材料，催化乙烯完全氧化为CO2煤气报警器，利用红外光谱等方法检测生成的CO2浓度来确定乙烯的浓度。

【技术特征摘要】

1.一种利用氧化型传感器检测低浓度乙烯的方法，其特征在于：所述方法是利用室温催化材料，催化乙烯完全氧化为CO2，利用红外光谱等方法检测生成的CO2浓度来确定乙烯的浓度。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：该方法不受气体组成的限制，能够有效排除C3以上烯烃，C2以上烷烃、炔烃、醛、酮等气体的干扰。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所使用的催化材料是以硅铝比为10～1000的ZSM-5微孔分子筛、Bet...

【专利技术属性】

技术研发人员：郝郑平，杨洪玲，张中申，麻春艳，

申请(专利权)人：中国科学院生态环境研究中心，

类型：发明

国别省市：北京,11

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