室內(nèi)空氣質(zhì)量控制中關(guān)鍵檢測技術(shù)的研究.pdf

1、當前，室內(nèi)空氣質(zhì)量問題已成為全球關(guān)注的熱點。改善室內(nèi)空氣質(zhì)量的首要前提是對室內(nèi)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(nèi)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(nèi)空氣質(zhì)量問題的主要途徑是在空調(diào)上安裝室內(nèi)空氣檢測、凈化裝置，但空調(diào)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(nèi)空氣質(zhì)量。實現(xiàn)對室內(nèi)甲醛和空調(diào)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(nèi)

2、空氣質(zhì)量的兩個關(guān)鍵檢測技術(shù)。本文針對室內(nèi)甲醛、空調(diào)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(jīng)網(wǎng)絡的電子鼻對二元混合氣體中0.06ppm甲醛的識別、空調(diào)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(nèi)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(jīng)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(diào)和SnO2-NiO粉體涂覆在微熱板敏感區(qū)經(jīng)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。空氣中O2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(jīng)網(wǎng)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(gòu)成。用主成分分析法對傳感器陣列信號進行壓縮降維后，構(gòu)建了BP神經(jīng)網(wǎng)絡對0.06ppmHCHO進行了有效識別，結(jié)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(diào)散熱器鋁箔散發(fā)的氣味研發(fā)了空調(diào)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(gòu)成。采用sumofdeltV數(shù)據(jù)處理方法和神經(jīng)網(wǎng)絡相結(jié)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(diào)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(jīng)網(wǎng)絡做進一步的判定。SumofdeltV數(shù)據(jù)處理方法和神經(jīng)網(wǎng)絡相結(jié)