设计制备了具有荧光和吸附两种功能的新型MOFs材料，将该MOFs通过层层组装工艺制备到QCM石英晶片上，充分利用QCMs和荧光优势，制备出具有荧光检测识别和微质量检测的双功能传感器模块，实现了QCM检测与新型荧光MOFs检测技术的结合。应用集成传感器和无线数据通信技术，开发出具有无线数据传输功能的智能多参数污染气体检测仪器。通过采集石英晶体微天平表面吸附反应改变质量而引起的频率变化，进而分析测试出污染气体浓度。石英晶体微天平表面制备的气敏材料不同，检测的污染气体的种类不同，可以实现多种污染气体的检测。本仪器可用于NO2、SO2、O3、甲醛、苯、硝基化合物等8种VOCs气体的检测与分析，用户可根据需求进行设计，也可以组成网络用于空气质量检测。具有高灵敏度、高选择性、高可靠性等优点。通过对频率的采集处理，既可以直观显示气敏测试元件频率输出值与时间变化的动态特性曲线，也可以直接显示污染气体的种类和浓度，QCM是一种高精度传感器，对低检出限的质量变化非常敏感，具有成本低、体积小、性能稳定等优点。突破了多污染物多目标联合实时技术瓶颈，检测限由国际报道最低的100ppb降到50ppb，从根本上解决了低浓度多成分VOCs无法快速精准检测的技术难题。
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成果介绍
科技计划：
国家级：基于溶致变色的金属-有机框架薄膜器件的可视化传感研究
省部级：工业烟气监测技术
成果形式：新技术、新产品、新材料、新装备
合作方式：技术转让、技术开发、技术咨询、技术服务、技术入股、人才培养、共建载体
参与活动：
2020年高校院所服务苏北五市产学研合作对接活动
专利情况：
正在申请 ,其中:发明专利 3 项
已授权专利,其中:发明专利 8 项
专利号:
ZL201611018959.3
ZL201510216847.8
已授权专利,其中:发明专利 8 项
专利号:
ZL201611018959.3
ZL201510216847.8
成果简介
成果概况
设计制备了具有荧光和吸附两种功能的新型MOFs材料，将该MOFs通过层层组装工艺制备到QCM石英晶片上，充分利用QCMs和荧光优势，制备出具有荧光检测识别和微质量检测的双功能传感器模块，实现了QCM检测与新型荧光MOFs检测技术的结合。应用集成传感器和无线数据通信技术，开发出具有无线数据传输功能的智能多参数污染气体检测仪器。通过采集石英晶体微天平表面吸附反应改变质量而引起的频率变化，进而分析测试出污染气体浓度。石英晶体微天平表面制备的气敏材料不同，检测的污染气体的种类不同，可以实现多种污染气体的检测。本仪器可用于NO2、SO2、O3、甲醛、苯、硝基化合物等8种VOCs气体的检测与分析，用户可根据需求进行设计，也可以组成网络用于空气质量检测。具有高灵敏度、高选择性、高可靠性等优点。通过对频率的采集处理，既可以直观显示气敏测试元件频率输出值与时间变化的动态特性曲线，也可以直接显示污染气体的种类和浓度，QCM是一种高精度传感器，对低检出限的质量变化非常敏感，具有成本低、体积小、性能稳定等优点。突破了多污染物多目标联合实时技术瓶颈，检测限由国际报道最低的100ppb降到50ppb，从根本上解决了低浓度多成分VOCs无法快速精准检测的技术难题。
创新要点
该仪器主要特点与优势：（1）可计算气敏元件的响应时间、恢复时间、重复性等数据；（2）可调节如压力、温湿度等不同环境物理参数，在不同条件下对气敏元件进行特性评估。（3）测试通道数8个，采集速度1次/s,系统综合误差小于1[%]；
主要技术指标
在基础上应用该仪器重点测试了有毒污染气体的技术性能：（a）可探测多种气体：苯、甲苯、硝基苯、2,4-二硝基甲苯；（b）响应时间：30s；（c）恢复时间：40s；（d）检测线性范围：200ppb-50ppm；（e）检测限：200ppb；（g）检测精度：±40ppb。该研究成果在公共安全、环境检测、化工企业、军事等领域的推广应用获得了重要的经济和社会效应。
其他说明
项目应用新型的MOFs荧光材料与QCM微天平双重检测技术，开发出的智能微天平检测分析仪和工业环境烟气污染物多参数监管系统。该项目产品具有检测速度快、精度高、操作简单，可分辨多种有机污染物特别是能精准识别和检测硝基芳香类危险品，其独创性强，可望大幅度提升我国检测仪器的技术水平。其推广应用，对改善环境治理和易燃易爆危化品生产管理水平，保障人民生命安全，提升国民经济和社会发展质量，促进仪器仪表产业发展发挥重要作用。
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