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基于固定化量子点传感材料的便携式环境毒素监测仪器

DOI：10.3390/app10093246 期刊：Applied Sciences 出版年份：2020 更新时间：2025-09-23 15:21:01
摘要： 设计了一种便携式仪器系统，用于基于半导体纳米粒子（量子点）光致发光发射变化的大气环境中有毒挥发性有机化合物（VOCs）常规监测，该量子点被封装在溶胶-凝胶基质中作为固体传感材料。该溶胶-凝胶传感材料显示出长寿命的磷光发射，在气态环境中存在痕量挥发性有机化合物（丙酮）时会被猝灭。所开发的仪器能够测量并处理传感材料暴露于气态丙酮后光致发光的变化。开发的原型设备由深紫外发光二极管（UV LED，用于激发化学传感材料）、光学滤光片（用于去除散射光和其他非目标波长）、光电倍增管（PMT，用于将传感器相的磷光发射转换为电信号）以及微控制器（用于将信号与分析物浓度相关联）组成。对开发出的原型进行了评估，结果表明其在高灵敏度（检测限：9 ppm）下测量受污染大气中低浓度气态丙酮的能力。所得结果表明此类仪器用于环境分析控制的可行性。
作者： Francisco J. Ferrero，Pablo Llano-Suárez，Ana Soldado，Marta Valledor，Juan C. Campo，Alberto López，María T. Fernández-Arguelles，José M. Costa-Fernández
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

开发一种便携式仪器系统，用于常规环境监测大气中有毒挥发性有机化合物（VOCs），该系统基于封装在溶胶-凝胶基质中的半导体纳米粒子（量子点）作为固体传感材料，通过其光致发光发射的变化进行检测。

研究成果

所开发的便携式仪器适用于环境分析控制，能高灵敏度检测低浓度气态丙酮。该系统的多功能性可通过更换传感材料来适配检测其他化学物质。

研究不足

系统性能可能受到温度和湿度等环境条件的影响。此外，甲醇的存在会干扰丙酮的检测。

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