[發(fā)明專利]一種熒光檢測氯離子的方法及其裝置和應(yīng)用

有效

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• 申請日: 2011-11-15
• 公開（公告）號: CN102495032A
• 公開（公告）日: 2012-06-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李學(xué)金;任祥忠;倪卓;吳奕光
• 申請（專利權(quán)）人: 深圳大學(xué)
• 主分類號: G01N21/64
• 分類號: G01N21/64
• 代理公司: 深圳市君勝知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所 44268
• 代理人: 王永文;楊宏

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及光電檢測領(lǐng)域，尤其是涉及一種熒光檢測氯離子的方法及其裝置和應(yīng)用。

背景技術(shù)

目前，雖然有硝酸銀滴定法、離子色譜法和硝酸銀容量法等氯離子的檢測方法，這些方法多數(shù)是只能在實(shí)驗(yàn)室完成，不能在線測量，同時(shí)測量對象也有局限性，缺乏在一些特定情況下對氯離子檢測實(shí)用和有效的檢測方法。例如，鋼筋混凝土特別是氯鹽腐蝕影響混凝土耐久性的問題，對鋼筋混凝土中氯離子的檢測，尚沒有有效的檢測手段。

因此，現(xiàn)有技術(shù)還有待于改進(jìn)和發(fā)展。

發(fā)明內(nèi)容

鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種熒光檢測氯離子的方法及其裝置和應(yīng)用，利用氯離子影響某些熒光物質(zhì)的熒光特性這一特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)對氯離子的測量，旨在解決現(xiàn)有技術(shù)中對氯離子的檢測所存在的問題。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種熒光檢測氯離子的方法，其中，將光致發(fā)光有機(jī)高分子功能材料作為熒光檢測氯離子的熒光試劑，通過測量熒光試劑的特征熒光光譜來鑒別被測物質(zhì)中的氯離子濃度；

所述光致發(fā)光有機(jī)高分子功能材料是一種對氯離子敏感的材料，所述光致發(fā)光有機(jī)高分子功能材料與氯離子反應(yīng)后，改變了其原有的光學(xué)特性。

所述的熒光檢測氯離子的方法，其中，所述熒光試劑為四四苯乙烯季銨鹽化合物、5,15-二[3-(2-(3-甲基咪唑)乙氧基)苯基]鋅(II)卟啉六氟磷酸鹽或甲基橙—銀膠體系。

所述的熒光檢測氯離子的方法，其中，所述熒光檢測氯離子的方法具體為：

在光纖端面覆上一層所述用于檢測氯離子的熒光試劑膜，將帶有熒光試劑的光纖端面置于待測的氯離子環(huán)境中，光源通過耦合器激發(fā)光纖端面的氯離子敏感材料，光纖端面被置于待測的氯離子環(huán)境中，被激發(fā)的熒光被光纖收集后，通過耦合器導(dǎo)入光譜信號接收單元。

所述的熒光檢測氯離子的方法，其中，所述熒光檢測氯離子的方法具體為：

將所述熒光試劑制備成測試液，置于用于檢測氯離子的測試皿中，將待測物質(zhì)置于所述測試皿中，光通過光纖或直接耦合到所述測試皿中，激發(fā)測試皿中的所述熒光試劑，被激發(fā)的熒光被光纖收集后，通過耦合器導(dǎo)入光譜接收單元。

一種用于熒光檢測氯離子的裝置，其中，所述用于熒光檢測氯離子的裝置由光源，耦合器，測試單元，光譜信號接收單元組成；所述光源、耦合器、測試單元通過光纖依次連接，所述耦合器和光譜信號接收單元通過光纖連接；

所述測試單元帶有用于檢測氯離子的熒光試劑，所述熒光試劑是對氯離子敏感的光致發(fā)光有機(jī)高分子功能材料，與氯離子反應(yīng)后，改變了其原有的光學(xué)特性。

所述的用于熒光檢測氯離子的裝置，其中，所述測試單元為測試光纖，所述測試光纖的端面覆有一層所述用于檢測氯離子的熒光試劑的膜。

所述的用于熒光檢測氯離子的裝置，其中，所述測試單元為裝有測試液的測試皿，所述測試液為所述用于檢測氯離子的熒光試劑的溶液。

所述的用于熒光檢測氯離子的裝置，其中，所述熒光試劑為四四苯乙烯季銨鹽化合物、5,15-二[3-(2-(3-甲基咪唑)乙氧基)苯基]鋅(II)卟啉六氟磷酸鹽或甲基橙—銀膠體系。

上述的用于熒光檢測氯離子的裝置的應(yīng)用，其中，將所述裝置用于在線評估鋼筋混凝土的腐蝕環(huán)境或?qū)嶒?yàn)室對氯離子的濃度測量。

本發(fā)明所提供的一種熒光檢測氯離子的方法及其裝置和應(yīng)用，利用氯離子影響某些熒光物質(zhì)的熒光特性這一特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)對氯離子的測量。通過將這些熒光物質(zhì)制備成熒光傳感器，可以測量存在氯離子的環(huán)境中氯離子含量等信息。例如通過測量混凝土鋼筋結(jié)構(gòu)中的氯離子濃度，可以在線監(jiān)測鋼筋腐蝕環(huán)境狀態(tài)，掌握腐蝕速度及其變化規(guī)律，對于確保建筑結(jié)構(gòu)安全運(yùn)行，有著十分重要的理論意義及實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。

附圖說明

圖1是本發(fā)明中四四苯乙烯季銨鹽化合物在不同濃度的氯離子溶液中的熒光光譜測試圖。

圖2是本發(fā)明中5,15-二[3-(2-(3-甲基咪唑)乙氧基)苯基]鋅(II)卟啉六氟磷酸鹽與不同濃度的氯離子作用后溶液綜合熒光比較圖。

圖3是本發(fā)明中5,15-二[3-(2-(3-甲基咪唑)乙氧基)苯基]鋅(II)卟啉六氟磷酸鹽與氯離子發(fā)生配位作用示意圖。

圖4是本發(fā)明中甲基橙—銀膠體系包覆結(jié)構(gòu)模型與Cl-加入后的緊密吸附模型示意圖。

圖5是本發(fā)明中甲基橙—銀膠溶液在不同濃度氯離子時(shí)的熒光光譜。

圖6是本發(fā)明中用于熒光檢測氯離子的裝置的功能框圖。

圖7是本發(fā)明中制備成氯離子光纖傳感器的測量裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。