室温下基于微等离子体放电发射光谱法检测甲烷

摘要：

建立了一套针板电极交流放电微等离子发生装置,以氮气作为载气,甲烷为分析气体,放电电压为132 kV,放电距离为3 mm,Pt丝和Pt/MWNT复合纳米粒子修饰FTO电极为放电电极,放电频率为30 kHz,功率消耗为13 W,利用发射光谱法检测放电过程中产生的微等离子体发射光谱,用于在室温下检测甲烷气体.在交流电压下,检测到甲烷的谱线有CH,C2和Hα,以C2谱线作为甲烷分析线,发现C2谱线强度与甲烷浓度在0.5％～4.0％(φ)的范围内呈线性,检出限(S/N=3)为0.19％.以Hα谱线为分析线,Hα谱线强度与甲烷浓度在0.1％～3.0 ％(φ)范围内呈线性,检测限(S /N=3)为0.03％(φ).对于3.2％的甲烷气体,平行测定11次,在Pt/MWNT/FTO电极上以C2谱线为分析线和以Hα谱线为分析线的相对标准偏差分别为1.3％和1.9％.说明Pt/MWNT 纳米复合材料修饰电极提高了分析方法的重现性和精密度.以空气混合气体为稀释气体,甲烷气体放电行为与纯氮气中放电行为有较大差异,C2峰消失,只有Hα峰存在.Hα峰强度与甲烷浓度在0.5％～4％范围内有线性相关性.与其他的光发射光谱检测系统相比,该系统装置尺寸小,制备简单且在室温下操作.

关键词：微等离子体、发射光谱法、气体放电、Pt/碳纳米管复合纳米粒子

所属期刊栏目：37

分类号：O433.4(光学)

资助基金：国家自然科学基金项目21505102

在线出版日期：2017-05-22（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共7页

页码：889-895