[發明專利]一種基于熒光猝滅原理的氧傳感膜

有效

• 申請號: 201210134053.3
• 申請日: 2012-04-28
• 公開（公告）號: CN102650597A
• 公開（公告）日: 2012-08-29
• 發明（設計）人: 王建黎;羅旻;計建炳
• 申請（專利權）人: 浙江工業大學
• 主分類號: G01N21/75
• 分類號: G01N21/75
• 代理公司: 杭州天正專利事務所有限公司 33201
• 代理人: 黃美娟;俞慧

(一)技術領域

本發明涉及一種基于熒光猝滅原理的氧傳感膜材料。

(二)背景技術

水體與大氣交換或經化學反應、生化反應溶解于水體中的氧稱為溶解氧，水中溶解氧的含量是衡量水質好壞的一個重要標準。測量水中溶解氧的方法主要有Winkler滴定法和Clark電極法，前者雖然能準確測得水中的溶解氧，但操作繁瑣，且無法滿足在線測量水中溶解氧的需求；后者操作相對簡單，但測量電極易被腐蝕，影響其使用壽命，且測量易受干擾，影響其準確性，因此該法也無法滿足實際分析應用的需要。

近年來，隨著光纖技術的迅猛發展，基于一些有機染料、多環芳烴及過渡金屬配合物熒光猝滅原理的光化學傳感器倍受人們關注。光化學氧傳感器克服了Winkler滴定法和Clark電極法的不足，它用于測定水中溶解氧時，無需消耗氧、操作簡單，且測定時所受干擾小，基于這些優點，光化學傳感器已成為在線監測水中溶解氧儀器的研究熱點。

溶膠-凝膠法是新近發展的一種制備氧傳感膜的技術，雖然該方法具有許多優點，如良好的化學穩定性、多孔性和透光性，但所測得標準曲線往往不能很好地遵循Stern-Volmer方程(Tang?Y，et?al.Anal.Chem.2003，75：2407-2413；Bukowski?R?M.，et?al.Anal.Chem.2005，77：2670-2672；Xiong?Y，et?al.J.Sol-Gel?Sci.Technol.2010，53：441-447；蔣亞琪等，光譜學與光譜分析，2004，24(7)：844-847；陳曦等，中國專利公開號：CN101251488，2008；張國蘭，福州大學學報(自然科學版)，2010，38(4)：596-600)，說明用該法制備熒光膜，熒光物質并不易均勻分散在溶膠-凝膠包埋材料中，導致猝滅不均勻，所以標準曲線難以很好的保證線性。

物理包埋法是將傳感元素按一定比例摻雜在易于成膜的高分子溶液中，然后通過旋涂或流延在固體基質表面成膜，得到高分子包埋的熒光薄膜。利用物理包埋法，選用合適的包埋材料能制備出具有高靈敏度、良好的化學穩定性、機械性和透光性，且所測標準曲線能較好地遵循Stern-Volmer方程(Dimaro?G.，et?al.Sens.Actuators?B，2000?63：42-48；Y.Amao，et?al.，Analyst，2000，125：871-875；Victor?V.Vasil’ev，et?al.，Sens.Actuators?B，2002，82：272-276；Gillanders?R.N.，et?al.，Anal.Chim.Acta，2005，545：189-194；肖丹等，湖南大學學報(自然科學版)，2004，31(2)：24-27)，但報道的氧傳感膜多只用于氣體中氧濃度的測定，且包埋材料并不都具有良好的粘附性，如聚氯乙烯(PVC)。因此，選擇合適的包埋材料，不僅使熒光物質能均勻分散于包埋材料中，同時使所制備的熒光膜具有良好的通透性和疏水性，是提高熒光膜穩定性與靈敏度的關鍵。

(三)發明內容

本發明的目的是提供一種基于熒光猝滅原理的氧傳感膜，該氧傳感膜機械性與透光性能良好、靈敏度高、線性范圍寬、化學性能穩定，所測標準曲線遵循Stern-Volmer方程，可實現水中溶解氧的實時傳感測定。

為實現以上發明目的，本發明采用的技術方案是：

一種基于熒光猝滅原理的氧傳感膜，所述的氧傳感器是以釕配合物Ru(dpp)₃(DS)₂為熒光物質，以硅橡膠、聚苯乙烯或磺化聚醚砜為包埋材料，通過物理包埋法制得。

本發明的釕配合物Ru(dpp)₃(DS)₂，配體dpp為4，7-二苯基-1，10-菲啰啉，抗衡陰離子DS-為十二烷基磺酸根，該化合物可通過現有方法制備。

本發明中，硅橡膠、聚苯乙烯、聚醚砜使用市售商品，磺化聚醚砜可以聚醚砜為原料根據現有方法進行制備。

優選的，所述硅橡膠為脫醋酸型單組份室溫固化硅橡膠。

優選的，所述的聚苯乙烯的質均分子量為200000～300000。

優選的，所述的磺化聚醚砜的磺化度為5～20％。

優選的，所述氧傳感膜的厚度為1～10μm。

本發明所述的氧傳感膜通過物理包埋法制得，所述的物理包埋法具體包括如下步驟：

a)將熒光物質溶于氯仿或N，N-二甲基乙酰胺配置成溶液A；

b)向溶液A中加入包埋材料并溶解得到溶液B；