金属氧化物薄膜光波导传感元件及其对氯苯等二恶英前驱物气敏性的研究

目前，在国际上直接检测二恶英类(DXNS )的最有效的技术是高分辨率色谱/质谱联用仪，但其运行成本高。氯苯、多氯联苯和甲苯等化合物是生成DXNS的前驱物或中间产物；通过检测这些与DXNS有确定关联，且浓度较高的中间产物或前驱物，可间接检测出DXNS浓度。光波导对导波层表面（折射率或光的吸收等）的变化十分敏感，灵活选择波导材料和优化结构的设计，可获更高的灵敏度；波导材料是新一代微型化、集成化和智能化传感器系统的重要组成部分。近年来敏感材料和波导材料的筛选和合成在国际上受到了广泛的关注。气体传感器的核心部位是气敏材料。因此，本项目以具有气敏性的金属氧化物为研究对象，并从中筛选出高折射率的SnO2、In2O3等材料，设计、研制新型高灵敏（纳米）薄膜光波导气敏传感元件。以氯苯等DXNS的前驱物为检测对象，建立检测挥发性含氯有机物蒸汽新技术，探讨光波导气敏传感元件间接检测或推测DXNS浓度的新方法。

光波导气体传感器的核心部位是敏感材料；本项目以具有气敏性的金属氧化物及其它有机敏感材料为研究对象，并从中筛选出高折射率的SnO2、NiO、ZnO、In2O3、过氧聚钨酸、LiFePO4、杯芳烃和环糊精等材料作为基（母）体，系统地掺杂其它金属氧化物或高分子材料，设计并研制了新型高灵敏（纳米）薄膜光波导气敏传感元件。其中，以过氧聚钨酸和ZnO及其复合薄膜等为敏感材料的4种光波导气敏元件对氯苯蒸汽具有一定的选择性响应；以SnO2和LiFePO4及其复合薄膜为敏感材料的光波导气敏元件对二甲苯、氯苯和苯乙烯蒸汽具有一定的选择性响应；初步建立了光波导传感器检测氯苯、二甲苯和苯乙烯等二恶英（DXNs）前驱物气体的新方法。