基于特异性气体响应的自适应性阀门系统及其制作方法

技术特征：
1.一种基于特异性气体响应的自适应性阀门系统，其特征在于：包括依次连接的气体容器、气路转换阀、密闭装置和检测装置，所述气体容器内装有气体，所述密闭装置内放置有孔道材料，所述孔道材料被功能液体浸润以构成阀门体系，所述功能液体中包含与所述气体中的至少一种气体具有响应性的化合物，通过所述气路转换阀将所述气体通入所述密闭装置，通过控制通入所述密闭装置的气体的种类和浓度以控制所述阀门体系的开关状态，所述检测装置用于检测所述阀门体系的开关状态。2.根据权利要求1所述的基于特异性气体响应的自适应性阀门系统，其特征在于：所述气体包括第一气体和第二气体，所述功能液体中包含与所述第一气体具有响应性的化合物。3.根据权利要求2所述的基于特异性气体响应的自适应性阀门系统，其特征在于：当所述第一气体为二氧化碳时，所述第二气体为氮气、氧气、氩气和空气中的至少一种；当所述第一气体为二氧化硫或氧气时，所述第二气体为氮气、二氧化碳、氩气和空气的至少一种；当所述第一气体为二氧化碳、二氧化硫和氧气中的至少两种时，所述第二气体为氮气、氩气和空气的至少一种。4.根据权利要求2所述的基于特异性气体响应的自适应性阀门系统，其特征在于：一定浓度的所述第一气体通入所述密闭装置后与所述具有响应性的化合物发生反应以改变所述功能溶液的表面张力并控制所述阀门体系的开关状态。5.根据权利要求4所述的基于特异性气体响应的自适应性阀门系统，其特征在于：所述具有响应性的化合物为具有表面活性的物质，当所述功能液体中具有表面活性的物质的浓度为0.05～1mmol/l时，所述阀门体系实现关闭状态。6.根据权利要求5所述的基于特异性气体响应的自适应性阀门系统，其特征在于：当功能液体中具有表面活性的物质为聚醚胺和油酸的化合物且浓度为1mmol/l时，所述第一气体为二氧化碳，若二氧化碳浓度小于2％，所述阀门体系处于打开状态；若二氧化碳浓度介于2％～8％，通过调整所述第一气体的压强将所述阀门体系控制为打开状态或者关闭状态；若二氧化碳浓度大于8％，所述阀门体系处于关闭状态。7.根据权利要求6所述的基于特异性气体响应的自适应性阀门系统，其特征在于：当所述阀门体系处于关闭状态时，加热所述密闭装置并通入所述第二气体，使所述阀门体系变为打开状态。8.根据权利要求1所述的基于特异性气体响应的自适应性阀门系统，其特征在于：所述孔道材料根据功能液体中化合物性质决定，包括亲水性或疏水性孔道材料，厚度为0.05～0.5mm，孔道材料孔径为0.45～10μm。9.一种根据权利要求1-8中任一项所述的基于特异性气体响应的自适应性阀门系统的制作方法，其特征在于：包括以下步骤：1)在气体容器内储存气体，并通过与所述气体容器连接的气路转换阀改变通入密闭装置的气体的种类和浓度；2)采用与所述气体中的至少一种气体具有响应性的化合物制备功能液体，将孔道材料置于所述功能液体内浸润形成阀门体系，将具有阀门体系的孔道材料置于密闭装置内；3)通过控制通入所述密闭装置的气体的种类和浓度以控制所述阀门体系的开关状态；4)通过检测装置判断所述阀门体系的开关状态。
10.根据权利要求9所述的基于特异性气体响应的自适应性阀门的制作方法，其特征在于：所述气体包括第一气体和第二气体，所述功能液体中包含与所述第一气体具有响应性的化合物，当所述第一气体为二氧化碳时，所述第二气体为氮气、氧气、氩气和空气中的至少一种，当通入第一气体使所述阀门体系处于关闭状态时，加热所述密闭装置并通入所述第二气体，使所述阀门体系变为打开状态；当所述第一气体为二氧化硫或氧气时，所述第二气体为氮气、二氧化碳、氩气和空气的至少一种；当所述第一气体为二氧化碳、二氧化硫和氧气中的至少两种时，所述第二气体为氮气、氩气和空气的至少一种。

技术总结
本发明公开了一种基于特异性气体响应的自适应性阀门系统及其制作方法，该阀门系统以孔道材料作为固体载体，以与至少一种气体产生气体响应的化合物溶液作为功能液体，形成气体响应的阀门体系。当至少一种气体接触到功能液体时，与具有响应性的化合物发生反应，改变功能液体的表面活性，从而增加或降低至少一种气体的临界过膜压强，导致阀门体系开关状态发生转化。本发明针对常用气阀体积大、质量重、气阀部件受到精度和尺寸的限制、制造成本高、需要外场输入、对特异性气体无识别和应用环境有限的问题，利用气体响应技术，实现限域空间内气体的识别。该系统具有气密性好、可靠性高、稳定性强、可特异性识别以及可视化等特点。可特异性识别以及可视化等特点。可特异性识别以及可视化等特点。


技术研发人员：侯旭 雷津美 樊漪 王辉猛
受保护的技术使用者：厦门大学
技术研发日：2022.01.27
技术公布日：2022/5/20