[發明專利]一種基于脒/胍基的二氧化碳化學熒光傳感器材料及其制備檢測方法

有效

• 申請號: 201210180027.4
• 申請日: 2012-06-01
• 公開（公告）號: CN102721681A
• 公開（公告）日: 2012-10-10
• 發明（設計）人: 王耀;田彤;江雷
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: G01N21/76
• 分類號: G01N21/76;C09K11/06
• 代理公司: 北京永創新實專利事務所 11121
• 代理人: 官漢增

技術領域

本發明屬于智能檢測材料領域，特別涉及一種基于脒/胍基的二氧化碳化學熒光傳感器材料及其制備檢測方法。

背景技術

刺激響應材料是智能材料中的一種，有人也稱為環境響應性材料，它是一類在外界刺激下，自身的某些物理或化學性質會發生相應變化的材料。外界刺激包括光、熱、酸度、溶劑、離子強度、電場和磁場等。當這些刺激信號發生時，材料將在外界刺激下做出響應，即其自身性質，如相態、形狀、表面能、反應速率、粘度、膜滲透速率或識別性能、表面浸潤性等隨之會發生變化。而以上的這一切，都是源于刺激響應分子在外界刺激下，分子結構發生變化，直接導致了分子在兩親性、溶解性、分子構象等方面的變化，從而導致材料本身的物理化學性質發生較大的變化。也就是說，外界刺激促使材料分子或微觀結構發生預定的響應，從而使其特定的宏觀性能隨之發生相應的變化。

隨著現代工業的迅速發展，大量天然含碳資源被燃燒和消耗，使得前所未有的CO₂被排放到大氣中，導致溫室效應不斷加劇。CO₂作為引起溫室效應的主要因素之一，降低其排放是當務之急，已經引起了全球各界的廣泛關注，同時CO₂傳感器越來越受到人們的重視，例如在職業衛生、公共健康及社會福利等領域。我們需要檢測礦山、下水道、水井、隧道、及太空艙等環境中CO₂氣體的含量，因為過高的CO₂濃度會對人的生命安全帶來極大的威脅。火山氣體一般包含10～40%濃度的CO₂，因此檢測火山、溫泉、海底煙筒等釋放的氣體中的CO₂濃度會幫助我們提前預測火山爆發、地震及海嘯。許多人為排放的氣體比如汽車尾氣、工業廢氣等同樣含有大量的CO₂，許多人為氣體(煙道氣，沼氣等)中會混入高濃度的二氧化碳，有時甚至會高達50%。因此實現對二氧化碳含量的定量分析，在維護人類生命財產安全，保障工業過程中的安全生產，及控制溫室氣體排放上面具有重大意義。

電化學(EC)和紅外光譜（IR）法通常用于二氧化碳檢測。EC傳感器通常工作在高溫(300～800°C)，這不僅會消耗大量的能源，而且不適合用于存在易燃易爆品的地點。同時紅外傳感器，不僅體積龐大而且造假昂貴，同時CO氣體的干擾也是一個棘手的問題，因為CO氣體常常與CO₂混合在一起，而它的紅外吸收光譜與CO₂相似，這會對檢測造成很大的干擾。此外，無論是EC還是紅外光譜CO₂檢測器都易受到水的干擾。氣相色譜-質譜聯用儀也可用于檢測CO₂，但是這個過程昂貴且耗時。基于碳納米管的場效應晶體管和無機半導體也具有CO₂檢測的應用前景，但是需要復雜的設備和檢測程序。

發明內容

針對現有技術中存在的問題，本發明提供一種基于脒/胍基的二氧化碳化學熒光傳感器材料及其制備方法，該化學熒光傳感器材料本身環境相對友好，且在使用過程中不會消耗其他多余的能源。制備該化學熒光傳感器材料所用的原材料簡便、便宜，大部分可以從市場上買到，或者是可以通過簡單的方法合成，成本低廉。

本發明提出一種基于脒/胍基的二氧化碳化學熒光傳感器材料，該化學熒光傳感器材料由熒光物質和基體物質組成，所述的熒光物質為聚集誘導發光類分子，所述的基體物質為由含有脒基和/或胍基的液態有機物或液態有機混合物、含有羥基和/或胺基的液態有機物或液態有機混合物構成，或為含脒基和/或胍基、羥基和/或胺基的液態有機物；且基體物質中脒基和/或胍基、羥基和/或胺基的物質的量的比滿足1:10～10:1；熒光物質的加入量滿足整體的化學熒光傳感器材料中含有0.5mg～4mg/mL的熒光物質。

本發明還提出一種基于脒/胍基的二氧化碳化學熒光傳感器材料的制備檢測方法，具體包括以下幾個步驟：

步驟一：制備基體物質：

所述的基體物質由含有脒基和/或胍基的液態有機物或液態有機混合物、含有羥基和/或胺基的液態有機物或液態有機混合物構成，基體物質也可以為含脒基和/或胍基、羥基和/或胺基的液態有機物，當基體物質為由含有脒基和/或胍基的液態有機物或液態有機混合物、含有羥基和/或胺基的液態有機物或液態有機混合物構成時，按照脒基和/或胍基、羥基和/或胺基的物質的量的比為1:10～10:1的比例制備基體物質，當基體物質為含脒基和/或胍基、羥基和/或胺基的液態有機物時，選擇合成的分子鏈上滿足脒基和/或胍基、羥基和/或胺基的物質的量的比為1:10～10:1的液態有機物；