快速檢測(cè)臭氧并無害化，南開大學(xué)開發(fā)出新檢測(cè)系統(tǒng)

作者： 2021年03月01日 來源：中國儀表網(wǎng) 瀏覽量：
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近日，由南開大學(xué)(中國天津)的張振杰領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊(duì)開發(fā)出傳感器和排毒器合二為一的系統(tǒng)，該系統(tǒng)不僅可以快速，有選擇地指示臭氧的存在，而且還可以使氣體無害，在非常潮濕的空氣中能可靠地起作用。
　　近日，由南開大學(xué)(中國天津)的張振杰領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊(duì)開發(fā)出傳感器和排毒器合二為一的系統(tǒng)，該系統(tǒng)不僅可以快速，有選擇地指示臭氧的存在，而且還可以使氣體無害，在非常潮濕的空氣中能可靠地起作用。
 
　　臭氧(O(3))會(huì)引起健康問題，例如呼吸困難，肺部損傷和哮喘發(fā)作。而目前基于半導(dǎo)體的檢測(cè)臭氧的方法具有多種缺點(diǎn)，包括高功耗，低選擇性以及由于潮濕空氣導(dǎo)致的故障。迄今為止，旨在降低臭氧濃度的技術(shù)主要基于活性炭，化學(xué)吸收或催化降解。
 
　　為此，南開大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)開發(fā)出一種可以快速檢測(cè)并有效去除臭氧的材料——共價(jià)有機(jī)框架(COF)的材料。COF是具有擴(kuò)展的多孔晶體結(jié)構(gòu)的二維或三維有機(jī)固體。它們的成分通過牢固的共價(jià)鍵結(jié)合在一起。通過選擇不同的組件，可以為許多應(yīng)用量身定制COF，最終研究人員選擇了易于生產(chǎn)的，由芳環(huán)系統(tǒng)制成的高度結(jié)晶的COF——各個(gè)結(jié)構(gòu)單元通過稱為亞胺的連接基團(tuán)(通過雙鍵與碳原子鍵合的氮原子)結(jié)合。
 
芳環(huán)系統(tǒng)制成的高度結(jié)晶的COF
　　亞胺COF通過從黃色到橙紅色的快速顏色變化指示臭氧的存在，這可以用肉眼看到并由分光光度計(jì)記錄。與許多其他檢測(cè)器不同，亞胺COF在高濕度和寬溫度范圍內(nèi)也非?？煽?，靈敏且高效地工作。在水的存在下，水分子將優(yōu)先結(jié)合亞胺基。
 
　　因此，研究人員斷言，氫氧根離子(OH(α))被釋放，與臭氧分子發(fā)生反應(yīng)。帶正電的氫原子保持與亞胺基的鍵合，引起顏色變化。如果存在的臭氧量多于水(或充滿臭氧的空氣已完全干燥)，則過量的臭氧會(huì)與亞胺基結(jié)合并分解。每個(gè)亞胺基都會(huì)降解兩個(gè)臭氧分子。這也會(huì)引起顏色變化，晶體結(jié)構(gòu)開始緩慢塌陷。
 
　　因此，亞胺COF不僅可以檢測(cè)臭氧，還可以可靠而有效地分解有害氣體。這使其比為此目的使用的許多傳統(tǒng)材料更有效。
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標(biāo)簽：傳感器 排毒器 臭氧 有機(jī)固體

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