Highly selective detection of methanol over ethanol by a handheld gas sensor

手持式气体传感器对甲醇比乙醇的更高选择性检测

文献来源:期刊：NATURE COMMUNICATIONS

作者：J. van den Broek等

通讯作者：A.T. Güntner

机构：苏黎世联邦理工学院机械与工艺工程系粒子技术实验室；苏黎世大学附属医院内分泌、糖尿病和临床营养科。

简介

吞食、吸入或皮肤吸收甲醇会导致不可逆的组织损伤。这是由于甲醇代谢成有毒的甲酸和甲醛，甲醇中毒会导致失明、器官衰竭，如果发现太晚，甚至会导致死亡。目前，还没有甲醇检测仪可以通过呼气分析进行快速诊断，也没有检测含违禁物质的饮料。这是由于甲醇与乙醇具有类似的性质，因此普通的气体传感器难以区分甲醇与乙醇。作者团队制备了一种能够区分甲醇与高浓度乙醇的气体传感器。它由一个分离柱(Tenax)和一个化学电阻气体传感器(pd掺杂SnO2纳米颗粒)组成，该分离柱将甲醇与乙醇、丙酮或氢等干扰物分离，就像气相色谱法一样。

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分离柱是一种小型GC柱，Tenax TA作为固定相，该固定相能选择性的吸附乙醇而不吸附甲醇。而其后的Pd掺杂SnO2薄膜具有较大的比表面积，对甲醇有着较好的响应。

作者选择了氢气、甲醇、乙醇和丙酮作为混合气体检测传感器性能，从有无分离柱的图像对比来看分离柱对氢气影响几乎没有，对甲醇的保留影响较低，对乙醇和丙酮的过滤有显著效果。为了检测呼出气体和酒精饮料中的甲醇含量，在高湿度和高乙醇浓度条件下依然先分离出了甲醇。

材料的响应值随着甲醇的浓度增大而增大，且能保持长期的稳定性。用醉酒志愿者的呼出气体配置甲醇气体后的混合气体，与初始的醉酒气体相比较，可以明显的观测到甲醇的峰，这表示材料具有较高的应用性。

结论

作者基于分离柱传感器的概念，创建了一种廉价、手持式和可靠的甲醇检测器。该传感器可以从醉酒的志愿者呼出气体中准确的检测出甲醇而不被干扰，材料具有较好的重复性和稳定性，有较高的应用价值。

转自：科研一席话

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