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基于比色法传感器检测气相TATP取得突破

发布日期:2020-10-26浏览量:103
        世界范围内发生的恐怖爆炸事件呈逐年上升趋势,严重影响了各国的社会稳定,并对人民生命财产安全造成了巨大的威胁。其中,具有代表性的是2015年发生在法国巴黎的特大爆炸恐怖袭击事件。恐怖分子使用三过氧化三丙酮(TATP)爆炸物发动袭击造成了数人身亡。TATP撞击感度和摩擦感度极高,极易引发爆炸,且爆炸威力巨大(约1.83TNT当量)。当TATP爆炸时会产生大量气体,气体中含有易燃气体及氧化性气体,这也恰恰是此类爆炸物极端危险的原因之一。同时,由于制备方法简单、原料易得,TATP成为近年来世界范围内恐怖分子实施爆炸活动的首选爆炸物。
        尽管近年来已经开发出多种用于TATP检测的技术,并且部分技术已经得到现实应用,但这些方法通常需要昂贵且不宜便携的仪器,需要大量样品制备、检测限差,部分产品仅限于液体或固体样品,不能检测气相TATP。因此,开发廉价、便携式且便于操作的、可用于现场TATP检测的设备仍是当务之急,尤其是现场检测TATP蒸气对于快速筛选将具有明显的优势。
        近期,中科院宁波材料所林恒伟团队在美国化学会上发表了一篇关于比色法传感器的文章,该传感器可半定量检测在50 ppb至10 ppm范围内的TATP气氛。其工作原理是将被测物气流通过固体酸催化剂预处理得到分解产物(例如H2O2),再通过涂有氧化还原敏感染料的比色传感器阵列发生氧化还原反应,产生颜色变化(如图1),从而实现对TATP气氛的高灵敏检测,其检出限低于2 ppb。同时,常见的潜在干扰(例如环境湿度、香水等挥发性有机化合物)不会使阵列产生响应,该阵列还可以将TATP与其他化学氧化剂区分(例如过氧化氢,漂白剂,叔丁基过氧化氢等如图2)。此外该团队还做了30天的老化试验。实验显示,老化过的传感器阵列对TATP依然有特异性、高灵敏响应。
        众所周知,检测设备未来发展的方向是体积微小,操作简便,分析快速、灵敏度高并适用于现场检测。该团队指出“虽然我们使用的是平板扫描仪成像的,但我们在将会做成手持式设备。”可以看出基于比色法的传感器阵列技术将为爆炸物气相检测带来了新的可能。
        对爆炸物非接触检测是避免检测设备直接与TATP爆炸物产生碰撞或摩擦,确保检测安全的首选方式。因此设备具有气相检测功能尤为重要。同时,气相检测也可对行李包裹中携带的爆炸物,密闭环境中的隐蔽爆炸物等高效探测,做到对爆炸案的案前预警,更好地保障人民的生命财产安全。
        原文链接:https://pubs.acs.org/doi/10.1021/ja107419t
 

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