光电双信号同时检测汽油中甲醇和乙醇的方法及检测器技术

本发明专利技术公开一种结构简单、易于操作、运行成本低（以空气为载气）、具有良好的稳定性及重现性、检测效率及精度高的光电双信号同时检测汽油中甲醇和乙醇的方法及检测器，是以纳米催化发光检测器进行检测，所用纳米材料为氧化钛和氧化锡复合材料，氧化锡为复合材料总质量的３５～５５％，检测波长为４００～４６０ｎｍ，纳米材料的加热温度范围２００～３００℃，载气流速２０～２００ｍｌ／ｍｉｎ；在所述纳米材料的两端施加电压并取电流值为检测信号。所用检测器与现有技术的区别是在纳米半导体金属氧化物的两端分别设有正电极、负电极，正电极、负电极之间的电流输出及光电信号转换装置与电信号检测电路相接。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种检测汽油中甲醇和乙醇的方法及检测设备，尤其是一种结构简单、易于操作、运行成本低(以空气为载气)、具有良好的稳定性及重现性、检测效率及精度 高的光电双信号同时检测汽油中甲醇和乙醇的方法及检测器。
技术介绍
汽油组成非常复杂，已知道的组分多达几百个，甚至上千个。目前市场上通用的乙 醇汽油是一种调和汽油，即在汽油中加入乙醇(例如E10汽油，即加入9. 5% 10. 5% (V/ V)乙醇)，所加入的乙醇含量属于必须检验的指标；由于甲醇相对便宜，因此也常被加入调 和汽油中。甲醇毒性较大，主要作用于神经系统，具有明显的麻醉作用。急性甲醇中毒后主 要受损器官是中枢神经系统、视神经及视网膜，常会出现头晕、头痛、眩晕、乏力、步态蹒跚、 失眠，表情淡漠、意识混浊等现象；严重急性甲醇中毒会出现视力急剧下降，甚至双目失明， 最后可因呼吸衰竭而死亡。因此，调和汽油中的甲醇含量必需满足标准要求，否则判定为不 合格商品。 目前，按照美国ASTMD 6839-02 (2007)标准等检验汽油中甲醇、乙醇含量时，是采 用多维气相色谱仪(如AC公司的M3新配方汽油分析仪)。不但仪器设备价格昂贵(120多 万元)、分析时间长(75分钟左右)，而且分离流程复杂、受影响因素多，即使在相同的分离 条件下对不同工艺的汽油样品分析过程中也常有未知峰出现，色谱峰展宽造成较大的定量 误差，影响测定的准确性。 现有的纳米材料表面催化发光检测器是将涂有纳米材料的直径为4 7mm电热陶 瓷棒置于直径为12 20mm、长度为100 150mm的石英管内，在石英管上斜对角设置有进 样口 、放空口 ，在石英管外与纳米材料对应设置有滤光片或光栅、光电信号转换装置(近紫 外灵敏光谱测量型微弱发光测量仪、光电倍增管等)。测量时，电热陶瓷棒对纳米材料进行 加热，空气泵等进样系统将样品随载气从进样口进入石英管，流经纳米材料表面从放空口 排出，纳米材料表面催化所发出的光经滤光片或光栅去除杂散光后，再经过光电信号转换 装置变成适应于微机等数据处理单元的电信号，进行检测分析。现有纳米材料表面催化发 光检测器中的纳米材料通常采用三氧化二铝、氧化锌、氧化铁等，用于定量分析乙醇、三甲 胺等及食品中激素类药物残留检测等，具有结构简单、易于操作、制造成本低廉(几万元)、 选择性强、运行费用少、使用寿命长、灵敏度高及重现性好等优点。但是，由于甲醇和乙醇的 催化发光信号接近，使流经纳米催化材料表面的催化发光信号难以分辨，有时需要依靠改 变分析条件来分开信号，不但操作繁琐、延长了分析检测的时间，更主要的是直接影响了定 量分析的准确性。迄今为止还没有关于用纳米材料表面催化发光和电化学信号同时检测汽 油中甲醇和乙醇的方法及检测器的相关报道。
技术实现思路
本专利技术是为了解决现有技术所存在的上述技术问题，提供一种结构简单、易于操作、运行成本低(以空气为载气)、具有良好的稳定性及重现性、检测效率及精度高的光电 双信号同时检测汽油中甲醇和乙醇的方法及检测器。 本专利技术的技术解决方案是一种光电双信号同时检测汽油中甲醇和乙醇的方法， 其特征是以纳米催化发光检测器进行检测，所用纳米材料为氧化钛和氧化锡的复合材料， 氧化锡为复合材料总质量的35 55%，检测波长为400 460nm，纳米材料的加热温度范 围200 30(TC，载气流速20 200ml/min ;在所述纳米材料的两端施加电压并取所产生的 电流为检测信号。 —种上述光电双信号同时检测汽油中甲醇和乙醇的方法用检测器，有石英管，石 英管上设有进样口和放空口 ，石英管内置有陶瓷加热棒，在陶瓷加热棒内固定有加热元件， 在陶瓷加热棒外涂有纳米半导体金属氧化物，与纳米半导体金属氧化物对应设置有滤光片 或光栅及光电信号转换装置，所述纳米半导体金属氧化物为氧化钛和氧化锡的复合材料， 氧化锡为复合材料总质量的35 55%，在所述纳米半导体金属氧化物的两端分别设有正 电极、负电极，正电极、负电极之间的电流输出及光电信号转换装置与电信号检测电路相 接。 所述进样口和放空口的中心均位于石英管的轴线上。 本专利技术将纳米催化发光检测器中的纳米材料设定为氧化钛和氧化锡纳米复合材 料，所检测的光信号和电化学信号均与甲醇和乙醇的浓度成相关性，可同时对汽油中甲醇 和乙醇的含量进行快速、准确检测，克服了用气相色谱仪进行分析所存在的仪器设备价格 昂贵、分析时间长及准确性差的缺点；解决了现有技术只取纳米材料表面催化光信号进行 检测而存在的发光信号难以分辨、操作繁琐、延长了分析检测时间的问题，本专利技术还具有结 构简单、成本低廉(几万元)、易于操作、选择性强、运行费用少、使用寿命长、稳定性及重现 性良好、检测效率及精度高等优点。附图说明 图1是本专利技术实施例的结构示意图。 具体实施例方式下面将结合附图说明本专利技术的具体实施方式。 本专利技术实施例是以纳米催化发光检测器进行检测，所用纳米材料为氧化钛和氧化 锡的复合材料，氧化锡为复合材料总质量的35 55%，检测波长为400 460nm，纳米材料 的加热温度范围200 300。C，载气流速20 200ml/min，雾化器温度为210。C使样品雾化， 在所述纳米材料的两端施加电压，使强度1 15mA的电流通过空载时的纳米材料并取所产 生的电流值为检测信号。 所用检测器如图1所示有石英管l，石英管1上设有进样口 2和放空口 3，石英管 1内置有陶瓷加热棒4，在陶瓷加热棒4内固定有加热元件5，在陶瓷加热棒4外涂有纳米 半导体金属氧化物6，与纳米半导体金属氧化物6对应设置有滤光片或光栅7及光电信号 转换装置8，所述纳米半导体金属氧化物6为氧化钛和氧化锡的复合材料，氧化锡为复合材 料总质量的35 55%，在所述纳米半导体金属氧化物6的两端分别设有正电极9、负电极 10，可在正电极9、负电极10之间相接电流表(电信号检测电路ll)，也可将电流引出，电流4输出端与模/数转换电路12相接，所述光电信号转换装置8及模/数转换电路12同时与 微处理器(电信号检测电路11)相接。为了避免因进样口 2和放空口 3对角设置而造成的 死体积大的问题，所述进样口 2和放空口 3的中心均位于石英管1的轴线上。 检测时按照现有技术的方法将加热元件5与电源相接，同时将正、负电极9、10与 电源相接，使强度1 15mA的电流通过空载时的纳米材料。将汽油按照现有技术方法进行 雾化并以空气为载气，从进样口 2进入，从放空口 3流出，样品即流经氧化钛和氧化锡的复 合材料层，产生与甲醇和乙醇的浓度成相关性的光信号和电信号。通过对光信号和电信号 进行处理并检测，即可测出汽油中甲醇和乙醇各自的含量，甲醇检测的线性范围O. 002% 30. 00% (V/V)，乙醇检测的线性范围0. 005 % 20. 00% (V/V)。 实验例1 :以E10乙醇汽油为实验样品，用本专利技术实施例的方法测定的乙醇的含量 为9.97% (V/V)，多维气相色谱的检测值为10.23% (V/V);用实施例的方法测定的甲醇的 含量为0. 02% (V/V)，多维气相色谱的检测值0. 02% (V/V)。 实验例2 :以93#无铅汽油为实验样品，用实施例的方法测定的乙醇的含量为 0.00% (V/V)，多本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光电双信号同时检测汽油中甲醇和乙醇的方法，其特征是以纳米催化发光检测器进行检测，所用纳米材料为氧化钛和氧化锡的复合材料，氧化锡为复合材料总质量的３５～５５％，检测波长为４００～４６０ｎｍ，纳米材料的加热温度范围２００～３００℃，载气流速２０～２００ｍｌ／ｍｉｎ；在所述纳米材料的两端施加电压并取所产生的电流为检测信号。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘名扬，卫锋，孙世彧，董振霖，邹明强，李天顺，
申请(专利权)人：中华人民共和国辽宁出入境检验检疫局，
类型：发明
国别省市：91[中国|大连]