上转换纳米材料在食品安全检测中的研究进展

近年来,上转换纳米材料在食品安全检测领域得到了快速的发展。上转换纳米粒子(Upconversion nanoparticles,UCNPs)可将近红外光转换为可见光,具有荧光背景低、化学稳定性好等特点,能够提高检测的灵敏度和准确性。本综述总结了当前常用的UCNPs表面功能化策略,概述了近年来UCNPs在食品安全检测中的研究进展,探讨了UCNPs在实际应用中所面临的一些问题和挑战,展望了UCNPs在食品安全检测领域未来的发展前景。

酞菁铜-氧化锌复合材料的制备及其气敏特性

将p型有机半导体材料酞菁铜(CuPc)和n型无机半导体材料氧化锌(ZnO)复合,得到p-n型的CuPc-ZnO复合材料,促进了目标气体在敏感层表面发生反应,提高了敏感层的气敏性能。在结晶度、形貌和结构等方面对制备的CuPc-ZnO敏感材料进行了详细表征,并对CuPc-ZnO复合材料的气敏性能进行了系统评估。结果表明无论是向CuPc中掺入少量的ZnO,还是向ZnO中掺入少量的CuPc,均可显著提高单一材料的气敏性能,这两种复合敏感材料对NO_(2)都展现了优异的选择性和良好的响应/恢复特性。其中,基于质量分数3%的CuPc/ZnO复合材料的传感器在150℃下对体积分数1×10^(-5)的NO_(2)的响应高达90,与基于纯ZnO的传感器相比,灵敏度明显提升,该传感器是检测NO_(2)的有利候选者。

气－热复合敏感元件的理论分析

本文从理论上分析了热敏元件对气敏元件的温度补偿原理，指出了构成低温漂复合元件分立元件需要满足的条件，阐述了实验上的可行性。

气体传感器的最新进展

文中将综述气体传感器的最新进展。重点介绍半导体氧化物传感器、固体电解质传感器和使用纳米材料的新型气体传感器的发展动向。此外还将概述日本企业的研发动向。

补偿式气敏元件的研究

提出了由n型气敏材料和p型气敏材料构成的补偿式气敏元件的原理及实现补偿的条件.据此原理制作了由γ-Fe_2O_3和LaFeO_3构成的补偿式元件.该元件有效地克服了乙醇的干扰,提高了对丁烷的选择性.

γ-Fe_2O_3/LaFeO_3复合选择性丁烷气敏元件的研究

本文根据补偿原理制作了γ-Fe_2O_3/LaFeO_3复合气敏元件,测量了该元件的气敏特性。由于p型LaFeO_3元件对n型γ-Fe_2O_3元件的补偿,有效地抑制了乙醇的干扰,改善了对丁烷的选择性。

高灵敏高选择抗湿性乙醇敏感元件

本文报道了利用用共沉淀法制备的LaFeO_3敏感材料制作乙醇敏感元件。该元件在检测低含量(20～100ppm)乙醇时,具有较高的灵敏度,良好的选择性、抗湿性和响应恢复特性。

全固态气体传感器的研究进展

本文介绍全固态气体传感器的研究进展,包括半导体氧化物传感器,固体电解质传感器、催化燃烧式传感器以及基于其他原理的气体传感器。

NO_x对掺杂贵金属的SnO_2气敏元件特性的影响

本文报道了掺杂Ｐｄ和Ｐｔ等贵金属的ＳｎＯ＿２气敏元件置于ＮＯ＿ｘ气氛中，灵敏度发生明显下降的现象。分析认为，其主要原因是元件中的贵金属受到了ＮＯ＿ｘ污染．ＸＰＳ分析表明，污染后的Ｐｄ３ｄ＿（５／２）已确有化学位移。

集成补偿式气敏元件的敏感特性

用γ－Ｆｅ＿２Ｏ＿３和ＬａＦｅＯ＿３作为补偿材料制作了集成补偿式气敏元件，气敏特性的测试结果表明，集成元件的特性与补偿材料、工作条件密切相关。

测量InGaAsP/InP异质界面的化学斜面法

本文利用AES(俄歇电子能谱)测量了InGaAsP/InP异质界面的组分分布和界面宽度,提出了化学斜面法测量界面宽度的新方法.同时讨论了晶格失配对界面宽度的影响.

InGaAsP/InP异质界面的X射线双晶衍射测量

本文利用X射线双晶衍射测量LPE生长的InGaAsP/InP异质结的R-C曲线,得到了异质结的垂直失配和水平失配.在考虑存在失配位错的情况下,计算了驰豫晶格失配、曲率半径和失配位错密度.指出了影响外延层R-C曲线半峰宽的因素.

CO选择性厚膜气敏元件及其特性

本文采用丝网印刷技术制作了CO选择性厚膜气敏元件,并对其加热器特性及气敏特性进行了研究。结果表明,元件的电参数具有较好的一致性;在低温下对CO具有较高的灵敏度和选择性。加热器在CO的工作温度下具有一定的稳定性。

均匀沉淀法制备高性能催化燃烧式甲烷传感器

为了提高催化燃烧式甲烷传感器的性能,以介孔SBA-15作为载体,采用均匀沉淀法制备具有不同Pd担载量的敏感材料。通过XRD和氮气吸脱附表征材料的组成及结构,并以该材料构筑敏感元件,研究其气敏特性。与传统浸渍法合成的Pd/γ-Al2O3相比,Pd/SBA-15对于甲烷具有更加出色的敏感特性,这主要源于其高比表面积、小而均一的Pd颗粒以及多孔结构使Pd/SBA-15上的活性位点与甲烷气体之间产生高效的界面反应。

基于Zig Bee的无线传感器网络大气监测系统设计

大气污染问题突出且日益严重,对大气环境实时准确地监测具有重大社会意义。现有的监测手段实时性差、维护困难,难以满足实际需求。针对上述情况,设计了一种基于Zig Bee技术的大气监测系统,并详细阐述了系统的整体框架结构和实现方案。系统包括无线传感器网络和远程监测中心2个部分。其中无线传感器网络包括传感器节点和网关节点。传感器节点以CC2530为核心搭建,负责采集大气环境数据并通过多跳方式将数据实时发送至网关节点;网关节点以LPC2138为核心搭建,负责汇总传感器节点的数据并通过GPRS实现与远程监测中心的通信。远程监测中心使用在Microsoft Visual C++6.0环境下编制的监测软件,通过网络模块完成数据接收、显示及存储,为用户提供一个友好的人机界面。

用于食醋品质预评价的电子鼻研究

设计了面向食用醋品质预评价的电子鼻系统,它包括:由5种TGS系列和1种MQ系列半导体氧化物气体传感器构建的传感器阵列、以LPC2138微处理器为核心的采集电路等硬件部分。通过USB接口将所采集的数据上传至计算机,利用上位机LabVIEW软件进行数据采集的实时显示,并利用主成分分析(PCA)法和线性判别式分析(LDA)法对数据进行分析。使用该设计的电子鼻对生活中常见的5种食醋进行测量,并对食醋种类、配料关系进行了分析。结果表明,电子鼻技术在食醋品质预评价中是可行的。

基于Labview和PCA分析方法的电子鼻设计

针对电子鼻在食物品质评价中的应用问题,设计了基于金属氧化物半导体型气体传感器阵列和Labview虚拟仪器的电子鼻系统。该系统通过对不同样品进行信号采集建立气味数据库,信号采集系统由STM32微控制器和24位模数转换器AD7794构成,采集的信号通过串口传输到PC(Personal Computer),PC接收数据后,使用在Labview平台下搭建的上位机软件,通过内嵌的Matlab脚本对数据进行整理,最终利用PCA(Principal ComponentAnalysis)对数据进行分析,获取气味指纹。该系统通过对5种不同种类食用酱的挥发气体进行检测,建立气味数据库,进而实现对未知酱品的检测,实现了对不同种类的食用酱准确区分的方法。

基于支持向量机的香水识别电子鼻系统设计

针对电子鼻在化妆品领域的应用推广问题,研制了一套用于香水识别的电子鼻系统。该系统主要包括数据采集,信号调理,特征提取和模式识别。硬件以微控制器dsPIC30F6014A为核心,根据香水气味合理地选择了3个广谱型气敏传感器,并加入温湿度传感器;软件利用基于COM组件的VC和Matlab混合编程,设计并实现了内嵌模式识别算法的上位机监控软件,并发布成可执行文件。模式识别采用支持向量机(SVM:Support Vector Machine)方法,相比PCA(Principal Component Analysis)、神经网络等算法提高了小样本情况下的泛化性能。利用该系统对4种香水进行训练、识别,分类准确率达92%,检测结果表明,该电子鼻系统在香水识别方面具有较高的准确性和稳定性。

固体电解质硫化氢气体传感器的特性研究

采用溶胶-凝胶法制备NASICON(钠离子导体)固体电解质及镍/钛复合氧化物材料。并以NASICON为离子导电层,镍/钛复合氧化物为敏感电极制作固体电解质硫化氢气体传感器。在260-380℃温度范围内,以镍/钛复合氧化物为敏感电极制作的器件对1.10-6～100.10-6硫化氢具有良好的敏感特性。在320℃时器件的灵敏度(斜率)为-72.4mV/decade。并且器件具有良好的选择性、抗湿性及响应恢复特性。器件对5.10-6,50.10-6硫化氢的响应时间为10s,4s和20s,40s。最后对器件的敏感机理做了分析。

Zn2SnO4气敏材料的共沉淀法制备及其氧化物掺杂改性

新型复合材料Zn_2SnO_4具有良好的气敏性,文献鲜有报道Zn_2SnO_4材料的制备以及氧化物掺杂改性;因此采用液相共沉淀法制备了Zn_2SnO_4粉体材料,利用X射线衍射仪(XRD)对合成的材料的结构进行了表征;通过固相反应制备了MnO_2,Li_2O掺杂的Zn_2SnO_4粉体,对旁热式气敏元件的性能进行了测试。实验发现Zn_2SnO_4是一种性能优良的酒敏材料,氧化物掺杂剂MnO_2和Li_2O的加入明显提高了材料对乙醇气体的灵敏度和选择性,质量百分含量为0.5%的Li_2O的掺杂量可以使元件对于体积分数为50×10^(-6)的乙醇气体灵敏度达到150.