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大连化学物理研究所研制出抗硫中毒的便携式硫化氢气体检测仪

【蜂耘网 仪器仪表】近日，中国科学院大连化学物理研究所仪器分析化学研究室微型分析仪器研究组(105组)耿旭辉研究员、李盛红副研究员团队与能源与环境小分子催化研究中心(509组群)邓德会研究员、崔晓菊副研究员团队合作，研制出基于“铠甲”传感材料的抗硫中毒的便携式硫化氢(H2S)气体检测仪，并将该仪器应用于污水处理池和下水道井中H2S气体，以及深海海水中溶解H2S气体的原位检测中。

 

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硫化物作为石油石化、皮革、造纸和食品加工行业的副产物，广泛存在于工业废水及废气中，且最高浓度可达上万ppm。硫化物对生物具有强神经毒性，长期接触会引起严重的疾病问题。此外，硫化物具有强碱性，易腐蚀仪器和管道。因此，对废水及废气中的硫化物进行检测具有重要意义。电化学传感器具有高灵敏度及易便携等优势，是现场原位检测硫化物的重要手段之一。然而，高浓度硫化物极易导致电化学传感器中毒，阻碍了该技术的实际应用。合作团队前期基于石墨烯封装钴镍纳米颗粒(CoNi@NGs)催化材料，研制出抗硫中毒的水中硫离子电化学传感器(Sensors and Actuators B: Chemical，2025)，并应用于实际水样包括工业废水、池塘水和海水中硫离子的检测。

 

本工作中，合作团队基于CoNi@NGs，并掺杂导电炭黑(CCB)作为传感材料，研制出抗硫中毒及快速响应的H2S气体电化学传感器。该传感器对100 ppm 的H2S分别间歇检测60天和连续检测200小时后，信号衰减仅为1.3%和9.5%；通过掺杂CCB在工作电极上，构建出多孔结构，使响应时间和恢复时间分别缩短了87.9%和77.0%，达到14秒和24.5秒。针对实际应用的挑战，耿旭辉团队从仪器抗污染设计、多参数实时校准、自校零技术等方面进行研究，研制出便携式H2S气体检测仪，将该仪器应用于污水处理池和下水道井中H2S气体的原位检测，在污水处理池连续检测60天后，仪器灵敏度仅衰减1.6%，表现出优异的长期稳定性。另外，耿旭辉团队还将该仪器与水气分离膜集成，应用到深海海水中溶解H2S气体的原位探测中，最大下潜深度达6003.34米。本工作研制的仪器在现场原位H2S气体检测中具有广阔的应用前景。

 

相关成果以“Anti-sulfur poisoning and highly sensitive portable detection instrument for monitoring of hydrogen sulfide on-site”为题，发表在《危险材料杂志》(Journal of Hazardous Materials)上。该工作的共同第一作者为我所105组联合培养硕士研究生王文静、副研究员李盛红。该工作得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金等项目的资助。


（蜂耘仪器仪表网 责任编辑：似也）

2025-04-21 12:19
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来源：中国科学院大连化学物理研究所
研制出基于“铠甲”传感材料的抗硫中毒的便携式硫化氢(H2S)气体检测仪，并将该仪器应用于污水处理池和下水道井中H2S气体，以及深海海水中溶解H2S气体的原位检测中。

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