室內空氣質量控制中關鍵檢測技術的研究.pdf

1、當前，室內空氣質量問題已成為全球關注的熱點。改善室內空氣質量的首要前提是對室內空氣污染物的檢測，主要包括甲醛(HCHO)、苯系物、總揮發(fā)性有機物、氡氣、石材放射、氨的檢測等，其中對室內首要污染物--甲醛的檢測更成為重中之重?，F(xiàn)如今控制室內空氣質量問題的主要途徑是在空調上安裝室內空氣檢測、凈化裝置，但空調散熱器鋁箔本身可能散發(fā)的難聞氣味也會反過來污染室內空氣質量。實現(xiàn)對室內甲醛和空調散熱器鋁箔散發(fā)氣味的實時、準確的現(xiàn)場檢測和識別是控制室內

2、空氣質量的兩個關鍵檢測技術。本文針對室內甲醛、空調散熱器鋁箔氣味的檢測，主要從甲醛敏感材料的制備、甲醛傳感器性能、基于傳感器陣列與BP神經網絡的電子鼻對二元混合氣體中0.06ppm甲醛的識別、空調散熱器鋁箔氣味檢測系統(tǒng)等幾方面進行了系統(tǒng)的研究。 用化學共沉淀法制備了SnO2-NiO粉體，各種表征分析表明：該粉體屬于納米級，依據(jù)NiO的摻雜濃度和粉體煅燒溫度的不同其晶粒尺寸在11nm～39nm范圍內變化。低濃度NiO的摻雜使金屬氧

3、化物表面的吸附氧數(shù)量增加，表面活性位相應增加，還原性氣體甲醛與吸附氧的反應加快，大大提高了對甲醛氣體的氣敏性能。低濃度的NiO摻雜也有效地抑制了SnO2晶粒的生長，晶粒尺寸減小，比表面積增大，有利于對氧的吸附和氣體表面反應。煅燒溫度越高晶粒尺寸越大。NiO低濃度摻雜時XRD中只出現(xiàn)了SnO2衍射峰，沒有任何Ni物種的衍射峰出現(xiàn)，低濃度的NiO可能被隔離在SnO2的表面。當納米粉體中Sn與Ni的原子比達到4：5，經600℃煅燒后，XRD中

4、出現(xiàn)了NiO衍射峰，體系發(fā)生了兩相分離。 調和SnO2-NiO粉體涂覆在微熱板敏感區(qū)經退火后制成甲醛傳感器，用自行搭建的氣體傳感器自動測試系統(tǒng)對甲醛傳感器的測試表明：低濃度NiO摻雜的SnO2-NiO甲醛傳感器的電特性行為表現(xiàn)為n型。該傳感器對痕量甲醛響應靈敏、選擇性好、穩(wěn)定性好。最佳工作溫度為300℃，在300℃下加熱功率為180mW。其響應時間和恢復時間隨著甲醛氣體的濃度不同而變化。環(huán)境溫度對傳感器影響較大；相對濕度超過30

5、％時對甲醛傳感器的影響很小?？諝庵蠴2的濃度對0.06ppmHCHO及其干擾氣的響應幾乎沒有影響。 基于氣體傳感器陣列與BP神經網絡的電子鼻實現(xiàn)了對二元混合氣中0.06ppmHCHO和低濃度干擾氣體的定量識別。傳感器陣列由所研制的甲醛和其他幾種摻雜不同貴金屬的SnO2薄膜傳感器構成。用主成分分析法對傳感器陣列信號進行壓縮降維后，構建了BP神經網絡對0.06ppmHCHO進行了有效識別，結果表明：對單一成分的0.06ppmHCHO

6、的識別率為88.8％，而在乙醇、甲苯、α-派烯、VOCsmixture等干擾氣體存在時，對0.06ppmHCHO的識別率分別為92％、89.3％、90.0％和96.7％。該識別率可與文獻報道的電子鼻對不同種類、不同濃度的氣體的識別率相比擬。電子鼻能有效地識別二元混合氣體中0.06ppmHCHO。 針對空調散熱器鋁箔散發(fā)的氣味研發(fā)了空調散熱器鋁箔氣味檢測系統(tǒng)。該系統(tǒng)具有重復性，可在現(xiàn)場實時檢測。設定的閾值隨環(huán)境溫濕度的變化而變化。

7、傳感器陣列由所研制的甲醛傳感器和其他4只商售傳感器構成。采用sumofdeltV數(shù)據(jù)處理方法和神經網絡相結合的兩級數(shù)據(jù)處理模式。實測數(shù)據(jù)表明：當sumofdeltV的值與設定閾值的差值的絕對值大于0.1時，可只用sumofdeltV數(shù)據(jù)處理方法對空調散熱器鋁箔散發(fā)的氣味直接進行判定;當sumofdeltV的值與設定的閾值很接近時，即兩者的差值的絕對值小于0.1時，需用神經網絡做進一步的判定。SumofdeltV數(shù)據(jù)處理方法和神經網絡相結