[發明專利]一種基于液體彈珠的氣體傳感器及其制備方法

在審

• 申請號: 201510741981.X
• 申請日: 2015-11-02
• 公開（公告）號: CN105277545A
• 公開（公告）日: 2016-01-27
• 發明（設計）人: 魏瑋;盧榮杰;葉葦韜;顧瑤;劉曉亞
• 申請（專利權）人: 江南大學
• 主分類號: G01N21/78
• 分類號: G01N21/78
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域：

本發明涉及一種氣體傳感器，具體是一種基于液體彈珠的具有響應時間短、操作簡單、重復使用性好的氣體傳感器，可快速、有效地檢測空氣中的污染物。本發明進一步涉及所述氣體傳感器的制備方法。本發明屬于膠體與界面科學和氣體傳感領域。

背景技術：

隨著生活水平的提高，人們在追求物質文化的同時，也越來越重視自身的生命安全及身體健康。在大力推進工業化和現代化的過程中，越來越多的有毒有害物質出現在人類賴以生存的環境之中，其中室內裝修帶來的空氣污染(如：甲醛、氨、苯等有害氣體)嚴重威脅著人們的身體健康。因此對室內裝修中產生的有害物質進行及時檢測與處理是一項亟待解決的重大難題。

對于室內裝修中產生有害氣體的檢測，傳統的方法包括氣相色譜法、近紅外光譜法、電化學法等，均可對有害氣體進行高靈敏度檢測。然而，不足之處在于檢測過程往往需要龐大的儀器設備和復雜的操作流程，需要耗費大量的時間，很難滿足現場快速檢測的需要。

經對現有技術的文獻檢索發現，目前已被成功用作檢測有害氣體的傳感器材料主要包括金屬氧化物氣體傳感器(SensorsandActuatorsB：Chemical，2003，93(1)：556-561；ACSappliedmaterials&interfaces，2015，7(12)：6842-6851)、聚合物氣體傳感器(SensorsActuatorsB，2010，148(1)：315-322；JournalofAppliedPolymerScience，2011，119(3)：1842-1847)等。然而，上述傳感器的制備過程較為復雜、成本高，難以實現批量規模化生產。因此，目前亟需一種靈敏、簡單、快速、價廉的檢測手段。

發明內容：

本發明的目的在于檢測空氣中的有害物質，提供一種基于液體彈珠的氣體傳感器及其制備方法。本發明以疏水性粉末為穩定劑，在穩定劑上方滴加液滴，通過滾滴法制備液體彈珠，得氣體傳感器。該氣體傳感器制備過程簡單溫和，有利于實現工業化生產。所制備的氣體傳感器具有響應時間短、操作簡單、重復使用性好的氣體傳感器，可快速、有效地檢測空氣中的污染物，具有廣闊的應用前景。

本發明是通過以下技術方案實現的，本發明涉及一種基于液體彈珠的氣體傳感器，所述氣體傳感器的制備方法，包括如下步驟：

步驟一，將指示劑、保濕劑和溶劑混合形成混合液，靜置一定時間后備用；

步驟二，以疏水性粉末為穩定劑，在穩定劑上方滴加液滴，通過滾滴法制備液體彈珠，得氣體傳感器。

步驟一中，所述指示劑為酚酞、紫色石蕊、甲基橙、8-羥基芘-1，3，6-三磺酸三鈉、甲基橙等中的一種，但本發明并不局限于上述舉例的范圍。

步驟一中，所述保濕劑為乙酸鉀、氯化鋰、氟化鋰、溴化鋰、氟化銫、氯化鎂、碳酸鉀、硝酸鎂、氯化鈣、甘油、透明質酸、殼聚糖、山梨醇、丙二醇、乳酸鈉等中的一種或幾種的混合溶質，但本發明并不局限于上述舉例的范圍。

步驟一中，所述溶劑為水、乙醇、甘油、丙二醇、乙二醇等中的一種或幾種的混合溶劑，但本發明并不局限于上述舉例的范圍。

步驟二中，所述穩定劑為聚四氟乙烯、四氧化三鐵納米粒子、炭黑、碳納米管、聚乳酸、石墨粉、石墨烯、聚磷腈、二氧化硅、二氧化鈦、碳酸鈣、聚苯乙烯膠體粒子、疏水有機小分子等中的一種或多種，但本發明并不局限于上述舉例的范圍。

步驟二中，所述液滴為權利要求2步驟一中靜置一定時間后的混合液。

與現有技術相比，本發明具有如下優點：(1)本發明所述基于液體彈珠的氣體傳感器的制備方法快速、簡單且溫和，易批量規模化生產；(2)本發明所述基于液體彈珠的氣體傳感器具有優異的穩定性和響應性；(3)本發明所述基于液體彈珠的氣體傳感器的成本低廉，功能可調控性強，有利于工業化生產。

附圖說明：

圖1是實施例1制得的氣體傳感器的制備路線示意圖；

圖2是實施例1制得的液體彈珠的示意圖；

圖3是實施例1制得的液體彈珠的數碼照片；

圖4是實施例1制得的液體彈珠的光學顯微鏡照片；

圖5是實施例1制得的氣體傳感器檢測堿性氣體的數碼照片。

具體實施方式：