چاپ

در پژوهش حاضر، حسگر ريزترازوي کريستال کوارتز (QCM) با حساسيت، گزينش پذيري و کارايي قابل قبول براي اندازه گيري هيدروژن سولفيد (H2S)، با هزينه کم توسط محققان پژوهشگاه مواد و انرژي ساخته شد.

گاز سولفيد هيدروژن، گازي سمي، خورنده، قابل اشتعال و با بوي بد، است که در فاضلاب، معادن زغال سنگ، صنايع پتروشيمي، گاز طبيعي، بيوگاز، کارخانه کاغذ سازي، صنايع فراوري مواد غذايي و تصفيه خانههاي فاضلاب توليد مي شود و در بسياري از صنايع شيميايي مورد استفاده قرار مي گيرد.

حجت اصلي تيتکانلو فارغ التحصيل کارشناسي ارشد رشته فيزيک- لايه هاي نازک و مجري طرح، گفت: هيدروژن سولفيد مي تواند سبب مسموميت خوني و در سطوح غلظت بالا منجر به مرگ شود.

وي افزود: اغلب حسگرهايي که براي هيدروژن سولفيد استفاده مي شود در دماهاي بالا کار مي کنند که سبب مصرف بالاي انرژي توسط آنها مي شود و پايداري طولاني مدت آنها را پايين مي آورد.

اين محقق خاطر نشان کرد: مشکلات عمده ديگر اين ابزارها شامل حساسيت کم، گستره خطي کوتاه و تداخل با ساير گازها و هزينه زياد است که کاربردهاي زيست محيطي آنها را محدود مي کند.

تيتکانلو عنوان کرد: در اين پژوهش از حسگرهاي جرمي بر پايه ريز ترازوي کريستال کوارتز براي اندازه گيري H2S استفاده شد؛ اين نوع حسگرها دسته جديدي از حسگرهاي جرمي هستند که به تغييرات کوچک جرمي بر روي لايه حس کننده آن حساس هستند.

وي ادامه داد: در حسگرهاي جرمي، تغييرات جرم آناليت هاي جذب شده بر روي لايه حس کننده، اندازه گيري مي شود که براي هر دو فاز مايع و گاز قابل استفاده هستند.

تيتکانلو با بيان اينکه لايههاي حساس به H2S بر پايه نانوکامپوزيت هاي پليمري پلي ونيل پيروليدون (PVP) تهيه شد، افزود: همچنين از دو روش لايه نشاني قطره اي و الکتروريسي براي پوشش دهي کريستال کوارتز استفاده شد.

وي ادامه داد: به منظور افزايش حساسيت و گزينش پذيري حسگر نسبت به H2S کامپوزيت پليمر با نانوذرات طلا تهيه شد و پارامترهاي موثر در لايه نشاني کامپوزيت ها مورد بررسي و بهينه سازي قرار گرفتند.

به گفته وي، نانوالياف سنتزي داراي قطر متوسط 70 تا 100 نانومتر و نانوذرات طلا داراي قطر متوسط 15 تا 20 نانومتر است؛ حسگر ساخته شده از کامپوزيت نانوالياف PVP-نانوذرات طلا در گستره 0.3 تا ppm 100 پاسخ خطي دارد.

وي با اشاره به مزيت اين حسگر بيان کرد: حسگر ساخته شده از کامپوزيت پليمري pvp/ نانوذرات طلا داراي زمان پاسخ کمتر از 30 ثانيه است که به راحتي بازيابي مي شود. همچنين اين حسگر داراي گزينش پذيري بالايي از خود نشان داد.