用于有机反应过程原位监测的单根硫系光纤红外-温度双传感技术 - 硫系玻璃 | 宁波大学红外材料及器件实验室
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用于有机反应过程原位监测的单根硫系光纤红外-温度双传感技术
作者: irglass 时间: 2026-05-27 浏览:49 次

       近日,宁波大学高等技术研究院红外材料及器件团队的康世亮特聘研究员、林常规研究员和戴世勋研究员在期刊《Photonics Research》发表了题为“In-situ tracking of organic reaction dynamics: an infrared-temperature dual sensing approach using a single chalcogenide fiber”的研究论文(2026, 14 (6), 2418-2427)。该文章以宁波大学为独立完成单位,硕士研究生黄新翔为第一作者,康世亮特聘研究员、林常规研究员为通讯作者。
       文章链接:https://doi.org/10.1364/PRJ.586883
       在精细化工等工业生产中,对化学反应过程中反应物浓度和反应温度的原位、实时监测是优化工艺条件、提高产率并抑制副反应的关键。然而,传统检测手段(如气相色谱、核磁共振、质谱等)普遍存在离线分析滞后、单参数监测、设备复杂等问题,难以满足动态反应体系对快速、同步、多参数感知的需求。
       中红外光纤倏逝波光谱技术利用分子指纹吸收特性,可实现对反应体系中多种化学成分的无标记、实时识别与定量分析。硫系玻璃由于其宽的红外透过范围和优异的成纤能力,被认为是中红外光纤倏逝波传感的理想材料。同时,作为一种半导体材料,硫系玻璃还具有典型的热敏电阻效应,使其在作为电阻式温度传感器方面具有极大的潜力。
基于此,本文研制出Ge5As25Se30Te40 (GAST) 硫系光纤,该光纤融合了中红外光纤倏逝波效应(用于化学指纹识别)与热敏电阻效应(用于温度感知),实现了对丁酸乙酯有机反应体系中反应物消耗、产物生成以及反应温度变化的同步原位追踪。该单光纤双参数传感策略突破了传统监测技术操作复杂、单参数局限的瓶颈,为复杂有机反应过程的原位精准控制提供了一种新型过程分析技术工具。

图1. 用于化学反应原位监测的硫系光纤红外-温度复合传感示意图

图2. 丁酸乙酯合成过程中反应物浓度与温度的原位监测