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对空气中低浓度有毒有害气体快速准确的检测是环境检测领域长期追求的目标。由于环境中的有毒有害气体常常是痕量存在的,由其所带来的危害也往往不容易察觉。实际上,环境中痕量的有毒有害气体例如一氧化碳、氮氧化物、以及VOCs(可挥发性有机化合物)已被报道危害人类健康,并且是一些急性、慢性病的诱发原因之一。氰化氢(HCN)气体是一种剧毒性气体,它的毒性大约是一氧化碳的30多倍,接触500 ppm浓度的氰化氢气体15分钟就可致人死亡。因此,发展对氰化氢气体快速、稳定、灵敏准确的检测装置变得非常重要,基于这样的装置,我们可以实现实时检测氰化氢气体的浓度、有效规避危害的目的。 目前已经发展了一些针对HCN气体的检测方法,例如比色法、原子吸收光谱法、气相色谱法以及电化学方法等,但这些方法各有利弊。例如比色法对HCN检测具有高灵敏度和低检出限的特点,但是检测过程非常复杂和耗时。原子吸收光谱法针对HCN检测具有低检出限的特点,但是检测相对昂贵。气相色谱法对HCN的检测具有高灵敏度的特点,但是需要一个耗时及复杂的预处理过程。电化学方法对HCN的检测具有高灵敏度、快速检测、操作简单的特点,但是硫化氢以及其他硫化物往往对检测有干扰,影响检测结果。最近,Amine等人以大豆磷脂,细胞色素C,细胞色素氧化酶修饰的碳糊电极对氰化物进行传感检测,传感器针对0.5μM的氰化钾表现出了优良的传感检测性能。然而在流动传感检测条件下,传感器稳定性变差并且变得不可逆。Gotor等人发展了两种三苯甲烷类型的化学传感器检测氰化氢气体,针对50 ppm浓度的HCN气体检测时的快速颜色变化,表明传感器的优良传感性能,但是该传感器无法对HCN气体进行定量分析。 作为一种重要的传感器,石英晶体微天平由于其针对有毒有害气体检测的独特优势,例如室温检测、高灵敏度、廉价、操作简便、实时监测等特点,而引起了研究者们很大的关注。之前,我们制备的大比表面积、纳米结构的氧化铜修饰于石英晶体微天平传感器用于氰化氢气体的传感检测。该传感器针对氰化氢气体表现出了优良的可重复性与传感响应灵敏度。但是,发展针对低浓度氰化氢气体的快速灵敏传感检测材料仍然是一大挑战。 基于这一挑战,本论文在发展针对低浓度氰化氢气体的快速灵敏传感检测材料方面做了一些探索,并且获得了良好的结果。主要结果列于下: 1.成功合成了不同结构的氢氧化镍与氢氧化钴产物 2.由花型氢氧化镍修饰的QCM传感器对HCN表现出了良好的传感检测性能 3.提出了氢氧化镍修饰的QCM传感器对HCN的传感响应机制