东莞胶水厂爆燃巨响：为何定期校准检测丁醇气体报警器如此重要？

在化工行业中，安全始终被置于首要位置。随着生产规模的扩大和技术进步，各类潜在危险因素也日益凸显，特别是对于易燃易爆化学品如丁醇的储存和使用。

广东东莞一胶水厂爆燃事故再次提醒我们，有效的安全预防措施对于避免类似悲剧的发生至关重要。其中，丁醇气体报警器作为重要的安全设备，其定期校准检测的重要性不容忽视。

事故分析

回顾广东东莞胶水厂爆燃事故，虽然具体的火灾原因还在进一步调查中，但事故发生的直接原因或可能与丁醇等可燃气体的堆积、泄露等有关。

丁醇作为一种易燃易爆的有机溶剂，在化工生产中广泛应用，但其泄漏可能引发严重的火灾和爆炸事故。

如果该胶水厂内在事前有安装并校准检测丁醇气体报警器，那么其或能够及时发现泄漏并发出警报，那么事故或许可以得到有效控制，减少损失。

定期校准必要性

丁醇气体报警器是预防火灾和爆炸事故的关键设备之一，它通过实时监测环境中丁醇气体的浓度，一旦超过安全阈值便发出警报，提醒工作人员采取相应措施。

然而，由于长时间使用、环境因素或传感器老化等原因，气体报警器的准确性和可靠性可能会受到影响。因此，定期校准检测成为确保报警器正常工作的必要手段。

定期校准检测可以及时发现报警器可能存在的故障或漏洞，确保其灵敏度和准确性。

通过校准，可以调整报警器的参数设置，使其更加符合实际工作环境的需求。同时，校准检测也可以提高工作人员的安全意识，加强安全管理。

根据相关数据显示，定期校准检测丁醇气体报警器可以将事故风险降低至少30%以上。

校准周期与方法

校准周期应根据气体报警器的类型、品牌、使用环境和要求等因素来确定。

一般来说，建议每年至少进行一次校准检测。

在特殊环境下，如高温、高湿度、腐蚀性气体等条件下使用的气体报警器，可能需要更频繁的校准周期。

校准检测主要包括灵敏度检测、零点校准、跨度校准等步骤。

灵敏度检测通过测试报警器对不同浓度丁醇气体的响应程度来评估其准确性；零点校准是检查报警器在无气体泄漏时的读数是否为零；跨度校准则是测试报警器在最大和最小浓度范围内的读数是否准确。

校准机构选择

气体报警器的校准工作应由具有资质的专业机构进行，如佰德、汇科、宏测 等，这些机构通常拥有先进的校准设备和专业的技术人员，能够按照标准程序进行校准检测，并提供准确的校准报告。

当然，企业在选择校准机构时，应考虑其资质认证、服务经验和行业声誉等方面，以确保校准结果的可靠性和有效性。

综上所述，通过以上对广东东莞胶水厂爆燃事故的分析以及丁醇气体报警器定期校准检测重要性的讨论，我们不难看出，定期校准检测是确保气体报警器准确性和可靠性的重要措施。

对于化工企业而言，应高度重视气体报警器的校准检测工作，制定科学合理的校准周期和方法，并选择具有资质的校准机构进行校准检测。

同时，企业还应加强安全管理，提高员工的安全意识，确保各项安全措施得到有效执行。只有这样，才能有效预防火灾和爆炸事故的发生，保障生产场所的安全。

带隙为24电子伏特的硫化镉（CdS），如何提高CdSMoS2的传感性能

文|沐筱南

编辑|沐筱南

前言

有毒挥发性有机化合物（VOCs）已经成为人们十分关注的问题，环境污染的恶化直接影响到了人类生活，通过以往的研究表明，长期暴露于VOCs可能会导致我们产生恶心、头痛和粘膜刺激等不良健康问题。

在这种情况下，社会上便出现了各种类型的气体传感器，其中，基于纳米材料的半导体因其丰富的表面活性位点、低成本、小尺寸和高表面反应性，被认为是优质的气体传感应用。

其中，带隙为2.4电子伏特的硫化镉（CdS）引起了我们的注意 ，作为另一种硫化物，二维层状二硫化钼（MoS2）由于其可调谐的带隙（1.2-1.9 电子伏特），取决于层数，拥有多种应用，并且已经成为当今的研究热点。

通过我们的研究发现，MoS2可以被成功地合成并纳入传统的CdS分支中，从而进一步提高其传感性能。

CdS/MoS2 BLs的合成

我们先将10 mmol Cd(NO3)2·4H2O、1 mmol Na2MoO4·2H2O和30 mmol CH4N2S混合并溶解在70 ml去离子水中，在室温下搅拌。

然后将混合物放入100 mL的Teflon内衬不锈钢高压釜中，在电烤箱中保持在220 °C下反应24小时，同时，纯的分支状CdS样品以相同的比例合成，但不添加Mo源。

反应结束后，自然冷却至室温，随后使用去离子水和无水乙醇进行多次清洗，并离心以获得纯净样品，最后，样品在恒温干燥箱中以80 °C恒温干燥8小时。

气体传感器的制造与测量

我们需要商用的金交叉电极表面，再用丙酮、乙醇和去离子水进行清洁 ，随后将0.002 g的样品粉末与100 μL的去离子水混合，提取8-10 μL的样品混合溶液均匀涂抹在金交叉电极的基底上，最后在涂层电极片在230°C的热台上老化24小时。

完整的气体传感平台被用来评估气体传感特性 ，样品基底与平台电极密切接触，形成一个闭合回路，我们发现系统温度升至设定值，传感器电阻降低到恒定水平，之后再预先计算好的液体被注入到腔体中（18 L）。

传感器的电阻保持稳定，然后打开腔体，恢复传感器的电阻到原始水平，所有的测量都在通风良好的实验室中进行，存在除湿机的情况下，相对湿度保持在约50%， 并且在大气或目标气体中，可以测量传感器的响应，其定义为：

其中，Ra为传感器在大气中的电阻，Rg为目标气体中传感器的电阻。

晶体结构与形态学

X射线衍射分析（XRD）研究了样品的晶体结构和相组成，所有主要的衍射峰在24.9°、26.5°、28.2°、43.8°、47.8°和51.9°处可以归因于CdS的六方纤锌矿相，这与标准卡片中完全一致。

由于复合材料中MoS2的含量较低，可以将两个主要的可观察到的衍射峰分配给六方MoS2的（002）和（110）晶格面。

我们在对所获得复合材料的组成进一步通过能量色散X射线光谱（EDS）进行了分析，从中可以确认Cd、Mo和S的分布轮廓。

这些元素的出现更加确信地证实了复合材料中存在CdS和MoS2，其中碳和氧元素来自基底的导电胶，多余的氧可能来自合成中产生的MoO3或MoS2的部分氧化。

挥发性有机物传感特性

我们通过SEM和TEM实验，对CdS分支和CdS/MoS2复合材料的形态和微观结构进行了研究，所有样品都呈现出类似的形态，与纯CdS分支相比，分层结构明显附着在分支的前端 ，所制备样品的形态均匀，随机分布在具有2 μm宽度和长达5 μm长度的基底上。

在我们的实验当中可以清楚的看到，0.32 nm的晶格间距被指派给CdS的（101）晶格面，CdS覆盖了少量MoS2层的结构有助于提高气体传感性能，这来自于CdS和MoS2组分的有利特性。

而且选择区域电子衍射显示了CdS的单晶性质，这有助于电子传输和阻塞复合的减少，根据这些数据，我们可以确认在所获得的CdS/MoS2 BLs中存在MoS2。

X射线光电子能谱（XPS）用于确定样品中原子的价态电子状态 ，主要的光谱表明组分元素是钼、硫、镉和氧，至于氧峰，一些氧已吸附在样品表面，或在水热合成过程中发生了部分氧化。

在上图中，405.2 eV和411.8 eV处的峰分别被指派为Cd2+ 3d5/2和Cd2+ 3d3/2区域，在S 2p谱中会有两个双峰，他们分别在161.5 eV（S2− 2p3/2）和162.7 eV（S2− 2p1/2）处出现。

我们还观察了S 2s和Mo 3d的XPS谱图，发现这个峰位于225.9 eV，与硫化物中S 2s的结合能匹配。

在Mo 3d谱中，检测到两个强的双峰，一个位于228.88 eV（Mo4+ 3d3/2），另一个位于232.1 eV（Mo4+ 3d5/2） ，227.69 eV的弱峰可指派为MoS2中Mo4+的Mo 3d5/2，所以我们可以合理地得出结论，MoS2纳米结构应成功分散在CdS分支上。

纯CdS分支和CdS/MoS2复合材料的传感比较，它呈现出n型半导体的温度依赖性行为，所获得的CdS/MoS2复合材料对相同浓度的响应比CdS分支更强，这可能是由于仿生结构的引入使载流子更有效地流动。

其中，操作温度是气体传感元件的重要参数，它对传感材料的表面状态有很大影响，我们可以清楚的看到基于CdS/MoS2的传感器在200-270°C范围内对100 ppm醇类的温度依赖性气体传感响应。

我们发现传感器对乙醇和异丙醇有很好的响应，这种观察到的现象可以解释如下：对于大多数化学阻抗传感器，气体分子与材料表面的相互作用通过材料的电导率变化来反映。

在较低温度下，分子在材料的传感通道上吸附的激活能不足，导致响应较低。

相反，在较高温度下，分子从传感通道中脱附的效应占主要作用，而不是在表面吸附，这也导致了响应较低，在这项工作中，最佳响应可以在约230°C左右获得，此时Ra为550 ΜΩ，而且进一步的测量在230°C进行。

在100 ppm条件下，CdS分支）和CdS/MoS2复合材料对各种VOCs的传感响应表明，所提出的复合材料传感器对VOCs家族中含有OH基团的化合物显示出优异的选择性。

复合材料传感器对VOCs的响应比纯CdS分支高出两倍以上，我们发现CdS和MoS2与含有OH基团的VOCs分子有良好的相互作用，在MoS2还原后，载流子的迁移性增加。

随着碳原子增加，我们会发现对醇类的响应也在不断增加，这可能是由于随着（-CH2-）n链长度的增加，要知道，醇类容易分解，因此吸附更多的分子并提供更多的电子，从直方图的高度可以直观地看出，复合材料传感器对VOCs中的醇类表现出独特的高响应 。

为了评价CdS/MoS2复合材料在醇类方面的性能，我们分析了不同VOCs的浓度范围在10-800 ppm内的响应曲线，除了丙酮和甲醛外，还显示出上升的线性关系 ，我们发现了CdS/MoS2复合材料对异丙醇表现出超强的响应。

基于之前的结果，醇类在VOCs中的特殊选择性可能与最低未占据分子轨道能级（LUMO）的能量有关 ，LUMO能级越低，气体分子的电子俘获能力越强，比如乙醇分子的LUMO能级低于甲醛分子的LUMO能级，那也就说明了传感器对乙醇的响应较强于对甲醛的响应。

同时，我们还研究了在1-100 ppm范围内的乙醇、1-丙醇、异丙醇、正丁醇、异丁醇和异戊醇的响应与浓度之间的拟合曲线，它突出了响应与浓度之间的关系，表明在较低浓度下响应迅速增加。

那么对于这几种醇类，我们还通过信噪比计算了理论检测限（LOD），并选择了连续的40个点来计算均方根偏差（RMS），LOD的表达式如下：

其中，yi是实验检测数据，y是通过测量数据的五阶多项式拟合得到的相应计算结果，N是选定的数据点数量，比如乙醇的Vχ2和N分别为9.088× 10–3和40。

传感器的噪声为0.015，斜率为0.53985，因此乙醇的检测限为84 ppb，表明传感器的检测限可以达到ppb级别，我们的传感器具有出色的理论检测限，并且对乙醇具有适用前景。

传感器对于100 ppm乙醇的响应和恢复时间（tres和trec）在230°C下，当暴露于100 ppm乙醇后，器件电阻从空气中的基准电阻Ra=550 MΩ降低到Rg=10.5 MΩ。

后面我们通过计算得到tres约为32.5秒，trec约为5.9秒，在初始阶段，检测蒸汽不均匀，产生局部高浓度，导致上升曲线呈现凸起。

同时，传感器的长期稳定性要在一定的周期性中进行评估，也就是说100 ppm乙醇的响应从56略微下降到53，表明传感器具有高稳定性。

为了能够进一步研究传感器对VOCs的抗干扰性，我们研究了在50 ppm丙酮和50 ppm甲醛干扰下的50 ppm醇类（乙醇、异丙醇和异戊醇）的响应，由此我们可以看到，乙醇、异丙醇和异戊醇的相对偏差分别为-9%（-0.3%）、-17.5%（-5%）和-10.5%（0.013%）。

所以，这证明了我们的传感器在检测醇类时对甲醇和丙酮显示出良好的抗干扰性。

结论

在这次的实验过程中，我们制备了CdS/MoS2复合材料，并对其结构、形貌、成分和传感性能进行了表征 ，发现传感器在工作温度下对醇类有出色的响应，随着醇类链长的增加而增加。

对于100 ppm的丙酮/甲醛/甲醇/乙醇/1-丙醇/异丙醇/正丁醇/异丁醇/异戊醇，响应值分别为2.18/25/6/56/72/94/86/82/91，这足够证明优秀的醇类性能得益于具有仿生框架的分支和叶状结构。

但是通理论检测，限值还是有着一些出入，它们分别为乙醇、1-丙醇、异丙醇、正丁醇、异丁醇、异戊醇，数值为84、152、101、94、81、102 ppb。

不过在甲醛和丙酮混合物中对醇类的检测中，我们发现了优越的抗干扰性，所以，BLs CdS/MoS2复合材料是有望成为检测醇类杰出候选材料的。

参考文献

【1】《具有超高响应度和检测性能的CdS/MoS2异质结光电探测器》

【2】《异质结复合光催化剂的增强光催化性能，用于有机污染物降解》

【3】《一步合成高效CdS/MoS2纳米片异质结，用于光催化制氢》

【4】《CdS/MoS2纳米复合材料用于高灵敏度和选择性的醇类气体传感》

【5】《CdS/MoS2异质结纳米复合材料用于光电化学制氢的增强性能》

相关问答

[回答]油性环氧以芳烃、正丁醇、环己酮等为溶剂,挥发性强,气味大,污染环境。2、使用环境水性环氧可以使用在湿度大,潮气重的环境中,不会产生起泡脱落。油...

是专用制动液。制动液又称刹车油,有三种类型。在选购时要选择可靠的厂家,并且级别越高越好。它的制动工作压力一般为2MPa高的可达4~5MPa。所有液体...