[發明專利]一種基于鈣鈦礦材料的二甲胺熒光傳感器、制備方法及其應用

在審

• 申請號: 202110300115.2
• 申請日: 2021-03-22
• 公開（公告）號: CN113189063A
• 公開（公告）日: 2021-07-30
• 發明（設計）人: 黃卉;郝明偉;董慶鋒
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: G01N21/64
• 分類號: G01N21/64
• 代理公司: 長春吉大專利代理有限責任公司 22201
• 代理人: 劉世純

本發明公開了一種基于鈣鈦礦材料的二甲胺熒光傳感器、制備方法及其應用，屬于氣體傳感器技術領域，所述方法包括利用鈣鈦礦制備成均勻的薄膜，將其置于動態氣體檢測裝置中，薄膜上方固定兩條光纖，分別用于輸出激發光和接收薄膜熒光。改變裝置內的二甲胺氣體濃度，薄膜濃度的熒光強度也會相應發生變化。利用熒光儀記錄熒光強度的變化值，就會獲得相應的二甲胺濃度。用此方法可實現在2ppm?120ppm范圍的二甲胺濃度的測量。本發明具有測量方法簡單、元件成本低廉、響應恢復速度快、檢測選擇性好的特點，對二甲胺具有良好的檢測性能。

技術領域

本發明屬于氣體傳感器技術領域，具體涉及一種基于鈣鈦礦材料的二甲胺熒光傳感器、制備方法及其應用。

背景技術

二甲胺(DMA)是一種常見的二級胺，具有氨氣或腐爛魚的氣味。二甲胺在魚和貝類產品中的DMA含量特別高(700ppm)。在肉類和飲料中也檢測到了DMA。此外，DMA在溶劑、藥品、農用化學品和橡膠化學品中也有不同的應用。其長期吸入低濃度或短期吸入高濃度都會對健康產生不良影響。

DMA是說明海產品降解情況的重要指標。它是魚類和其他海產品新鮮度評價的有效標志。DMA作為質量評價的依據，已成功地用于控制魚類的新鮮度。DMA的測定方法有氣相色譜-質譜技術和高效液相色譜法(HPLC)與紫外光譜法(UV)相結合的方法。然而,食品質量控制方法的發展重要的是在取樣后迅速進行分析。經典的分析方法不能被認為是快速技術。因此，需要制造便攜式傳感裝置來進行二甲胺濃度的實時分析。

在過去的幾十年中，已有許多方法被用于DMA的檢測,如光譜法、液相色譜法、氣相色譜-質譜法等。然而，這些傳統方法由于需要復雜的樣品預處理,耗時長,難以實現實時檢測。為了實現快速、實時、準確的檢測，氣體傳感器已經發展了幾十年。金屬氧化物半導體(MOS)已經得到了廣泛的研究。各種金屬氧化物已被應用于DMA傳感，其中包括SnO₂、WO₃、MoO₃、TiO₂和In₂O₃等，然而其選擇性差、工作溫度高的特點限制了金屬氧化物半導體氣體傳感器的發展。至于基于光學的傳感，這類傳感器可以對低濃度的二甲胺進行響應，具有較高的選擇性和靈敏度。但光學所需的設備非常昂貴和笨重，使得它很難在便攜式微型傳感器中得到應用。因此，開發一種快速、實時、靈敏的DMA氣體檢測方法評估具有重要意義。

發明內容

為了克服現有技術中存在的光學設備存在昂貴、笨重及現有的氣體傳感器工作溫度過高等缺陷，本發明提供了一種基于鈣鈦礦材料的二甲胺熒光傳感器、制備方法及其應用，該傳感器結構簡單，只需將薄膜制備在基板上。然后利用熒光氣敏傳感系統捕捉元件熒光信號的強度變化即可進行二甲胺濃度的檢測。

本發明通過如下技術方案實現：

一種基于鈣鈦礦材料的二甲胺熒光傳感器的制備方法，具體步驟如下：

(1)、將基底用棉球蘸取丙酮擦拭表面污漬，然后依次將基底置于異丙醇-丙酮-水-丙酮-異丙醇各超聲15min，晾干備用；

(2)、取干凈的基底進行臭氧親水處理，處理完畢后保存備用；

(3)、將鈣鈦礦前驅體經旋涂涂布法均勻涂布在基底上，退火處理后即得氣體傳感器元件。

進一步地，所述基板為玻璃、聚乙烯或紙張等柔性基底。

進一步地，所述鈣鈦礦前驅體是分別取1mol MABr和1mol PbBr₂加入1mL N,N-二甲基甲酰胺(DMF)中，搖勻使固體充分溶解后得到。

進一步地，所述旋涂涂布法，其過程為：將基底放置在旋涂涂布機上，取鈣鈦礦前驅體50μL滴在基底表面，設置旋涂參數為3000rpm，30s，程序結束后將基底取下。