[發(fā)明專利]一種氰基苯乙烯類超分子凝膠薄膜、制備方法及其在檢測空氣中二氧化碳濃度的應(yīng)用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610322862.5
• 申請日: 2016-05-16
• 公開（公告）號: CN105820813B
• 公開（公告）日: 2018-01-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 姜世梅;馬瑤
• 申請（專利權(quán)）人: 吉林大學(xué)
• 主分類號: C09K11/06
• 分類號: C09K11/06;C07C255/44;C07C253/30;G01N21/64
• 代理公司: 常州佰業(yè)騰飛專利代理事務(wù)所(普通合伙)32231
• 代理人: 滕詣迪

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于超分子學(xué)科熒光檢測技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種氰基苯乙烯類超分子凝膠薄膜、制備方法及其在檢測空氣中二氧化碳方面的應(yīng)用。

背景技術(shù)

二氧化碳，作為一種溫室氣體，受到了科學(xué)家們廣泛地關(guān)注。南極冰川融化、全球溫度升高、海嘯爆發(fā)頻繁，這些都與二氧化碳的過量排放具有很大關(guān)系。實際上，空氣中的二氧化碳對人類生存活動的影響遠(yuǎn)不止這些。它不但對農(nóng)業(yè)上作物的生長起著重要的作用(如溫室大棚)，甚至關(guān)乎著我們?nèi)粘５墓ぷ鳝h(huán)境、個人的身體健康、對人的工作效率以及工作狀態(tài)都起著十分重要的影響。

研究數(shù)據(jù)表明，普遍存在于人類活動環(huán)境中的二氧化碳的濃度對人體生理機(jī)能具有十分重要的影響。高濃度的二氧化碳會影響人的呼吸，造成血液中碳酸的濃度增大、酸性增強(qiáng)，產(chǎn)生醫(yī)學(xué)上的酸中毒癥狀(輕微或重度)。主要特征如頭暈、耳鳴、胸悶、乏力、心跳加速、煩躁、呼吸不暢。如果長時間處于這樣二氧化碳高濃度的環(huán)境中，甚至?xí)a(chǎn)生嗜睡、昏迷、血壓下降等。正常室外環(huán)境中的二氧化碳濃度約0.04％，在這樣的環(huán)境中人們不會具有任何的不舒適感。然而，我們?nèi)粘Ｉ罨顒痈嗟靥幱谑覂?nèi)環(huán)境中，室內(nèi)環(huán)境二氧化碳的濃度會明顯高于室外環(huán)境。當(dāng)室內(nèi)空氣中二氧化碳濃度維持在0.04％～0.1％時，是一個相對清新的環(huán)境，適合人類進(jìn)行生理活動。當(dāng)室內(nèi)空氣中二氧化碳濃度達(dá)到0.1％～0.2％時，人們就會感到室內(nèi)空氣混濁、乏力、困倦。當(dāng)室內(nèi)空氣中二氧化碳濃度達(dá)到0.2％～0.5％時，人們就會感到頭昏、胸悶、嗜睡、呼吸不暢。當(dāng)室內(nèi)空氣中二氧化碳濃度超過0.5％時，就會造成缺氧昏迷的危險。足見人們?nèi)粘；顒迎h(huán)境中二氧化碳濃度對人體健康的影響。因此，設(shè)計低成本、低能耗、高效快速檢測空氣中二氧化碳的探針就具有相當(dāng)重要的意義。

近些年來，熒光薄膜作為全新的高效率的可視化檢測探針被研發(fā)人員所追捧。它能夠克服溶液或液體探針的諸多不便之處，更加便捷地以器件的形式被開發(fā)和利用。較之于傳統(tǒng)的液體探針，熒光薄膜探針具有以下的優(yōu)勢以及特點(diǎn)：第一，基于基底的模型樣式，熒光薄膜可以針對各種不同的場合需求，塑造成不同的形狀以及尺寸；第二，熒光薄膜具有很好的穩(wěn)定性，易于貯存與運(yùn)輸；第三，檢測過程中檢測物直接作用在熒光薄膜表面，能夠避免很多外來干擾；第四，熒光薄膜表面均一平整，且具有較大的比表面積，能夠?qū)z測物快速響應(yīng)；第五，部分熒光薄膜可以通過清洗實現(xiàn)重復(fù)利用。

本發(fā)明技術(shù)針對上述事實，提出利用氰基苯乙烯類超分子凝膠薄膜作為快速檢測空氣中二氧化碳的熒光探針技術(shù)手段。超分子薄膜制備方法簡單，制備時間短，對二氧化碳的響應(yīng)靈敏度高，可以實現(xiàn)對空氣中二氧化碳的快速檢測。本發(fā)明技術(shù)手段不依賴于大型儀器，檢測操作簡單，能夠大大降低能源消耗以及檢測成本。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為了檢測空氣中二氧化碳的濃度而提供一種氰基苯乙烯類超分子凝膠薄膜。

本發(fā)明的另一目的在于提供一種氰基苯乙烯類超分子凝膠薄膜的制備方法。

本發(fā)明的又一目的在于提供一種利用氰基苯乙烯類超分子凝膠薄膜作為快速響應(yīng)空氣中二氧化碳的熒光探針來檢測空氣中二氧化碳濃度。

實現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)解決方案為：一種氰基苯乙烯類超分子凝膠薄膜，其結(jié)構(gòu)通式如下所示：

其中，R₁是OC₈H₁₇、OC₁₂H₂₅或OC₁₆H₃₃中的一種，R₂是H、OCH₃、OC₂H₅、OC₃H₇或N(CH₃)₂中的一種，R₃是H或CF₃。

本發(fā)明具有如下顯著優(yōu)點(diǎn)：

1、本發(fā)明通過“滴鑄法”制備超分子凝膠薄膜熒光探針，制備方法簡單易操作，制備時間短。

2、本發(fā)明制備的超分子凝膠薄膜對二氧化碳的響應(yīng)時間短，可以實現(xiàn)對空氣中二氧化碳的快速檢測。

3、本發(fā)明制備的超分子凝膠薄膜對二氧化碳檢測的靈敏度高，檢測限能夠達(dá)到6ppm，這是目前利用熒光光譜探針技術(shù)在固體探針材料中所能得到的最低的檢測限。

4、本發(fā)明產(chǎn)品不依賴于大型儀器，檢測操作手段簡單，能夠大大降低能源消耗以及測試成本。

附圖說明