1.一种基于石墨烯红外发射单元的空气污染物检测仪,包括红外发射单元、探测单元以及设置在所述红外发射单元表面的滤光片,所述红外发射单元至少包括依次设置的聚铝硅酸盐层、石墨烯电热层、碳化硅层和可石墨化高分子层,以及穿插于所述碳化硅层和可石墨化高分子层的石墨烯微球,石墨烯电热层与电源相连,所述红外发射单元将电能转换成热能,并将热量以红外向外辐射,所述滤光片将所辐射的红外光进行过滤,以通过特定波段的红外光;石墨烯微球尺寸为 2~5um,碳化硅层和可石墨化高分子层的总厚度不超过石墨烯微球尺寸的1/4,微球壁厚少于5个原子层;
所述探测单元探测红外光,当含有污染气体时,相应波段的红外光被污染气体吸收而强度减弱,从而实现污染气体的检测。
2.根据权利要求1所述的检测仪,其特征在于,还包括一用于收集待测气体的腔体,所述腔体内至少滤除对应于所述滤光片允许通过波段的红外光。
3.根据权利要求2所述的检测仪,其特征在于,所述红外发射单元和探测单元分别设置于腔体相对的两侧。
4.根据权利要求1所述的检测仪,其特征在于,所述滤光片波段在4.5‑4.7μm时,用于检测气体中CO含量;滤光片在4.5‑4.7μm的透过率至少在50%以上,其余波段的截止率在90%以上。
5.根据权利要求1所述的检测仪,其特征在于,所述滤光片波段在5.2‑5.3μm时,用于检测气体中NO含量;滤光片在5.2‑5.3μm的透过率至少在50%以上,其余波段的截止率在90%以上。
6.根据权利要求1所述的检测仪,其特征在于,所述滤光片波段在7.2‑7.3μm时,用于检测气体中SO2含量,滤光片在7.2‑7.3μm的透过率至少在50%以上,其余波段的截止率在90%以上。
7.根据权利要求1所述的检测仪,其特征在于,所述可石墨化高分子层由可石墨化高分子构成,所述可石墨化高分子选自分子量为3000‑30000的聚酰亚胺、沥青或聚丙烯腈;所述聚铝硅酸盐层为长石层、云母层、高岭土层、沸石层或石榴石层;所述石墨烯微球是由浓度为0.1mg/mL‑1 mg/mL的氧化石墨烯溶液喷雾而成,并经过化学还原和2800摄氏度高温处理制备得到,所述石墨烯微球的ID/IG值在0.001以下,且其尺度为2~5μm,壁厚小于4个原子层。
8.根据权利要求1所述的检测仪,其特征在于,所述红外发射单元是将多红外发射涂料在一基底上表面经离心喷涂、紫外固化后,进行加热定型后得到,所述离心的离心力范围为
4000‑12000rcf;所述紫外固化的温度为80‑150℃,时间为1‑6h;所述红外发射涂料的原料按重量份计包括:1重量份石墨烯微球、100‑1000重量份机械剥离石墨烯、0.02‑0.12重量份可石墨化高分子低聚物、1‑4重量份聚铝硅酸盐、0.5‑2重量份超支化碳硅烷以及0.01‑0.1份过氧化物交联剂;所述超支化碳硅烷的分子量小于10000,支化度为1.1‑2;所述可石墨化高分子低聚物的种类选自聚酰亚胺、沥青或聚丙烯腈,分子量为4000‑12000;所述过氧化物交联剂包括:过氧化二异丙苯、过氧化甲乙酮、过氧化苯甲酸或2,5‑二甲基‑2,5双(叔丁基过氧基)己烷;聚铝硅酸盐选自长石、云母、高岭土、沸石或石榴石。
9.根据权利要求8所述的检测仪,其特征在于,加热定型的具体方法为:
升温到300℃,升温速度小于3℃/min,300℃保温2‑4h;
升温到500℃,升温速度小于3℃/min,500℃保持1‑2h;
快速升温到1600℃,升温速度大于100℃/min,1600℃保持1s‑1min。