ساخت حسگری برای شناسایی گاز هیدروژن سولفید توسط محققان ایرانی

به گزارش خبرنگار مهر، در پژوهش حاضر، حسگر ریزترازوی کریستال کوارتز  (QCM) با حساسیت، گزینش پذیری و کارایی قابل قبول برای اندازه گیری هیدروژن سولفید (H۲S)، با هزینه کم  توسط محققان پژوهشگاه مواد و انرژی ساخته شد.

گاز سولفید هیدروژن، گازی سمی، خورنده، قابل اشتعال و با بوی بد، است که در فاضلاب، معادن زغال سنگ، صنایع پتروشیمی، گاز طبیعی، بیوگاز، کارخانه کاغذ سازی، صنایع فراوری مواد غذایی و تصفیه­ خانه­های فاضلاب تولید می­ شود و در بسیاری از صنایع شیمیایی مورد استفاده قرار می­ گیرد.

حجت اصلی تیتکانلو فارغ التحصیل کارشناسی ارشد رشته فیزیک- لایه های نازک و مجری طرح، گفت: هیدروژن سولفید می ­تواند سبب مسمومیت خونی و در سطوح غلظت بالا منجر به مرگ شود.

وی افزود: اغلب حسگرهایی که برای هیدروژن سولفید استفاده می ­شود در دماهای بالا کار می ­کنند که سبب مصرف بالای انرژی توسط آنها می ­شود و پایداری طولانی مدت آنها را پایین می ­آورد.

این محقق خاطر نشان کرد: مشکلات عمده دیگر این ابزارها شامل حساسیت کم، گستره خطی کوتاه و تداخل با سایر گازها و هزینه زیاد است که کاربردهای زیست محیطی آنها را محدود می­ کند.

تیتکانلو عنوان کرد: در این پژوهش از حسگرهای جرمی بر پایه ریز ترازوی کریستال کوارتز برای اندازه­ گیری H۲S استفاده شد؛ این نوع حسگرها دسته جدیدی از حسگرهای جرمی هستند که به تغییرات کوچک جرمی بر روی لایه حس­ کننده آن حساس هستند.

وی ادامه داد:  در حسگرهای جرمی، تغییرات جرم آنالیت ­های جذب شده بر روی لایه حس­ کننده، اندازه ­گیری می ­شود که برای هر دو فاز مایع و گاز قابل استفاده هستند.

تیتکانلو با بیان اینکه لایه­های حساس به H۲S بر پایه نانوکامپوزیت ­های پلیمری پلی ­ونیل­ پیرولیدون (PVP) تهیه شد، افزود: همچنین از دو روش لایه ­نشانی ­قطره ­ای و الکتروریسی برای پوشش ­دهی کریستال کوارتز استفاده شد.

وی ادامه داد: به منظور افزایش حساسیت و گزینش ­پذیری حسگر نسبت به H۲S کامپوزیت پلیمر با نانوذرات طلا تهیه شد و پارامترهای موثر در لایه ­نشانی کامپوزیت ­ها مورد بررسی و بهینه سازی قرار گرفتند.

به گفته وی، نانوالیاف سنتزی دارای قطر متوسط ۷۰ تا ۱۰۰ نانومتر و نانوذرات طلا دارای قطر متوسط ۱۵ تا ۲۰ نانومتر است؛ حسگر ساخته شده از کامپوزیت نانوالیاف PVP-نانوذرات طلا در گستره ۰.۳ تا ppm ۱۰۰ پاسخ خطی دارد.

وی با اشاره به مزیت این حسگر بیان کرد: حسگر ساخته شده از کامپوزیت پلیمری pvp/ نانوذرات طلا دارای زمان پاسخ کمتر از ۳۰ ثانیه است که به راحتی بازیابی می ­شود. همچنین این حسگر  دارای گزینش پذیری بالایی از خود نشان داد.

به گزارش مهر، این پژوهش با راهنمایی دکتر علی آقاخانی و دکتر علی طیبی فرد در پژوهشکده نیمه هادی ها و با مشاوره دکتر محمد پازوکی انجام شده است.