[發(fā)明專利]雙層靜電紡絲薄膜傳感器在硝基芳烴類物質(zhì)檢測中的應(yīng)用

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610051304.X
• 申請(qǐng)日: 2016-01-25
• 公開（公告）號(hào): CN105588824B
• 公開（公告）日: 2018-09-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 崔月芝;王潔美;陶芙蓉;李天鐸;牛慶芬
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 齊魯工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): G01N21/64
• 分類號(hào): G01N21/64
• 代理公司: 濟(jì)南圣達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 37221
• 代理人: 董潔

本發(fā)明公開了一種雙層靜電紡絲薄膜傳感器在硝基芳烴類物質(zhì)檢測中的應(yīng)用，該傳感器包括雙層膜結(jié)構(gòu)，其底層是明膠靜電紡絲薄膜(GEL)，該層作為骨架層置于玻璃片表面；頂層以聚苯乙烯作為載體，與權(quán)利要求1所述的熒光傳感聚合物P進(jìn)行混紡制備成靜電紡絲薄膜(PS?P)，該層為傳感層。優(yōu)點(diǎn)是：ⅰ)明膠具有大量的氨基和羥基基團(tuán)的，硝基芳烴和明膠之間通過氫鍵相互作用力來富集硝基芳烴使得硝基芳烴化合物聚集在P?PS傳感層從而達(dá)到提高猝滅率的作用。ⅱ)其作為在P?PS層下方的多孔骨架中，明膠層可以允許硝基芳烴分子在P?PS層上下同時(shí)擴(kuò)散，大大改善P?PS層的滲透性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種雙層靜電紡絲薄膜傳感器在硝基芳烴類物質(zhì)檢測中的應(yīng)用。

背景技術(shù)

硝基芳烴如2，4，6-三硝基甲苯(TNT)、2，4-二硝基甲苯(DNT)、苦味酸(PA)等都是重要的爆炸物成分，對(duì)于爆炸物的使用和運(yùn)輸必須嚴(yán)格管理，否則不僅嚴(yán)重影響社會(huì)穩(wěn)定、國家安全，同時(shí)還因其具有生物毒性和潛在的致癌作用而對(duì)人類健康造成危害。因此爆炸物的檢測問題已經(jīng)引起各國的高度關(guān)注，很多國家投入了大量的資金進(jìn)行科學(xué)研究。熒光傳感法具有靈敏度高、可采集參數(shù)(如熒光強(qiáng)度、熒光光譜形貌、熒光各向異性、熒光壽命等)多、響應(yīng)時(shí)間快及儀器設(shè)計(jì)相對(duì)成熟等特點(diǎn)成為最具有開發(fā)前景的探測方法。

目前的熒光傳感器一般是把熒光化合物通過旋涂的方法制備成薄膜，形成熒光薄膜傳感器。為了保證薄膜具有一定的熒光強(qiáng)度，聚合物膜必須具有一定的厚度，而普通薄膜的致密結(jié)構(gòu)往往使待測物在膜中的擴(kuò)散較慢，因而響應(yīng)速度較慢。人們采用多種方法改善聚合物結(jié)構(gòu)，增加薄膜的通透性，以增大硝基芳烴在膜中的擴(kuò)散速度，提高猝滅效率。

靜電紡絲技術(shù)是一種簡單的制備納米材料的方法，可以獲得高通透性的薄膜材料。靜電紡絲薄膜具有眾多優(yōu)點(diǎn)：大的比表面積，高的孔隙率，滲透性好以及可控制的形態(tài)。這些優(yōu)點(diǎn)都有利于分析物與探針之間的相互接觸。近年來以靜電紡絲技術(shù)制備薄膜傳感材料逐漸被應(yīng)用在多種物質(zhì)的檢測中，如各種金屬離子的檢測、硝基芳烴的檢測，等等。普通的靜電紡絲薄膜傳感器是將熒光傳感材料在固體基質(zhì)表面形成靜電紡絲薄膜。在檢測氣體待測物時(shí)，氣體分子從膜的上方滲透進(jìn)膜，引起傳感材料的熒光變化。

目前，并沒有發(fā)現(xiàn)雙層靜電紡絲薄膜傳感器材料在硝基芳烴類物質(zhì)檢測中的應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

本專利技術(shù)在玻璃表面首先以明膠制備了一層靜電紡絲薄膜，在此膜的表面又以傳感材料制備了一層靜電紡絲薄膜。這種雙層膜熒光傳感器與單層膜相比，具有優(yōu)越的傳感性能。其中底層的明膠靜電紡絲膜可以允許氣體待測物可以同時(shí)從傳感層的上方和下方同時(shí)滲透進(jìn)入，提高了傳感速率。另一方面，明膠分子含有大量的羥基、氨基等富電子基團(tuán)，能夠與硝基芳烴產(chǎn)生氫鍵作用，因而對(duì)硝基芳烴有富集作用，可以提高傳感器的靈敏度。具體而言：

本發(fā)明的目的是提供一種雙層靜電紡絲薄膜傳感器在硝基芳烴類物質(zhì)檢測中的應(yīng)用。

本發(fā)明為實(shí)現(xiàn)上述目的而采用以下技術(shù)方案：

一種雙層靜電紡絲薄膜傳感器在硝基芳烴類物質(zhì)檢測中的應(yīng)用。

硝基芳烴類物質(zhì)為2,4,6-三硝基甲苯(TNT)、2,4-二硝基甲苯(DNT)、苦味酸(PA)、2,4-二硝基苯酚(DNP)或其衍生物。

所述雙層靜電紡絲薄膜傳感器是由雙層膜結(jié)構(gòu)組成，其底層是明膠靜電紡絲薄膜(GEL)，該層作為骨架層置于玻璃片表面；頂層以聚苯乙烯作為載體，與熒光傳感聚合物P進(jìn)行混紡制備成靜電紡絲薄膜(PS-P)，該層為傳感層。

其中，所述明膠靜電紡絲薄膜(GEL)中的纖維直徑為20～35微米，所述靜電紡絲薄膜(PS-P)是聚苯乙烯摻雜熒光傳感聚合物P的靜電紡絲薄膜，纖維成串珠狀結(jié)構(gòu)，所述串珠狀結(jié)構(gòu)的直徑為5～15微米，纖維的直徑為180nm～220nm，優(yōu)選200nm。