基于沸石咪唑酯骨架-8的室內(nèi)甲醛快速靈敏的檢測.pdf

1、近年來，隨著家裝行業(yè)的發(fā)展，建筑材料化學(xué)或熱分解過程中產(chǎn)生的具有急性毒性和揮發(fā)性的甲醛逐漸受到人們的重視。世界衛(wèi)生組織(WHO)規(guī)定室內(nèi)甲醛的安全限值下限為暴露時(shí)間30 min內(nèi)平均值為80 ppb。因此，實(shí)現(xiàn)室內(nèi)甲醛的快速靈敏檢測非常重要。然而傳統(tǒng)的甲醛檢測方法（如光度分析法、電化學(xué)法、極譜法以及色譜法等）往往需要進(jìn)行長時(shí)間的采樣過程(至少30 min)，并且需要精密設(shè)備以及專業(yè)的人員操作。因此，這些傳統(tǒng)方法不能滿足甲醛持續(xù)性檢測以及

2、室內(nèi)甲醛早期預(yù)警的要求。故發(fā)展一種快速、簡便、靈敏度高的室內(nèi)甲醛檢測方法具有重要意義。作為一種多孔材料，金屬有機(jī)骨架(MOFs)可以通過其自身的特殊框架結(jié)構(gòu)與目標(biāo)物發(fā)生特異性結(jié)合作用導(dǎo)致主體結(jié)構(gòu)剛性增強(qiáng)，進(jìn)而導(dǎo)致其光學(xué)性質(zhì)改變。因此，MOFs已被廣泛應(yīng)用于傳感領(lǐng)域。而基于MOFs與甲醛特異性結(jié)合的快速靈敏的檢測方法尚未被報(bào)道。
　　本論文中，選擇Zn2+合成的沸石咪唑酯骨架-8(ZIF-8)作為傳感材料對(duì)室內(nèi)甲醛的檢測方法進(jìn)行研究

3、。選用鋅離子與2-甲基咪唑水溶液在室溫條件下反應(yīng)合成了ZIF-8并利用掃描電子顯微鏡、氮?dú)馕?脫附、X射線衍射、熱重分析及熒光分析的技術(shù)分別考察了材料的形貌結(jié)構(gòu)、微孔結(jié)構(gòu)、穩(wěn)定性及光致發(fā)光性能;在此基礎(chǔ)上，利用ZIF-8材料對(duì)甲醛的特異性結(jié)合力，且其結(jié)合不同濃度的甲醛會(huì)導(dǎo)致其本身熒光強(qiáng)度的改變，提出了一種基于ZIF-8材料的熒光檢測方法，進(jìn)而考察了該方法檢測室內(nèi)甲醛的靈敏性;通過分析比較室內(nèi)有干擾氣體（甲醇、乙醇、苯及甲苯）及甲醛單獨(dú)

4、存在這兩種情況下ZIF-8材料熒光強(qiáng)度的差異，分析了該傳感方法的抗干擾能力;采用真空加熱解吸再生的方法，評(píng)價(jià)了傳感材料ZIF-8的再生性能。基于材料光致發(fā)光強(qiáng)度的改變特性，探討了ZIF-8材料的發(fā)光機(jī)制及傳感方法的檢測機(jī)理。
　　結(jié)果表明，制備的ZIF-8材料粒徑約為300 nm，其熱穩(wěn)定溫度可達(dá)500℃、比表面積及孔容分別可達(dá)731 m2/g、0.48 cm3。在最優(yōu)檢測條件下(檢測時(shí)間為5 min)，基于ZIF-8材料的傳感方

5、法的檢測信號(hào)與甲醛濃度在兩個(gè)濃度范圍內(nèi)(分別為0-0.5 ppm和0.5-20ppm)呈現(xiàn)線性關(guān)系，其線性相關(guān)系數(shù)分別為0.9991和0.9819;計(jì)算得出該傳感方法的檢測限為0.057 ppm(3δ/s)。另外，該傳感方法對(duì)室內(nèi)其他干擾物（如苯，甲苯，甲醇和乙醇）基本沒有響應(yīng)（其對(duì)干擾物的最高響應(yīng)不超過其對(duì)甲醛響應(yīng)的2％），顯示出良好的抗干擾性。該檢測材料還表現(xiàn)出良好的再生性能（可以至少再生5次）。此外，推斷出這種熒光增強(qiáng)現(xiàn)象是基于Z