[發明專利]一種基于納米復合纖維的甲醛檢測試紙及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 202111168675.3
• 申請日: 2021-09-30
• 公開（公告）號: CN113984743B
• 公開（公告）日: 2022-08-16
• 發明（設計）人: 王立世;陳思宇;夏啟斌
• 申請（專利權）人: 華南理工大學;廣州華園科技有限公司
• 主分類號: G01N21/78
• 分類號: G01N21/78
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 宮愛鵬

本發明屬于納米功能材料領域，公開了一種基于納米復合纖維的甲醛檢測試紙及其制備方法和應用，包括以下步驟：(1)將親水氣相二氧化硅加入溶劑中超聲振蕩分散；(2)將聚丙烯腈溶解在步驟(1)的混合溶液中，攪拌，得到聚丙烯腈和SiO₂的聚合物溶液；(3)將步驟(2)得到的聚合物溶液進行靜電紡絲制備復合纖維紙；(4)將復合纖維紙浸漬于顯色處理液中，得到甲醛檢測試紙；所述顯色處理液中含有羥胺官能團的化合物及其衍生物。本發明的優點是顏色變化直觀、選擇性高、穩定性好、可隨身攜帶、低濕度下正常使用、檢測限較同類型試紙更低并且隨著濃度增加呈現出一定規律的顏色變化；生產設備簡單易操作，所使用的原料和其他試劑成本低廉。

技術領域

本發明是一種基于納米復合纖維的甲醛檢測試紙制備，屬于納米功能材料領域。

背景技術

甲醛是現代化發展過程中各領域原料合成的關鍵試劑，廣泛應用于樹脂、塑料制造、工業用品、農業以及各種家用裝修產品等關鍵領域。由于甲醛應用的領域太過廣泛導致其廣泛存在于我們的生活空間、工作空間。現行國家標準要求空氣中甲醛含量不得高于60ppb。目前常規檢測氣體甲醛的主要方法有：

一、高效液相色譜法和氣相色譜法檢測雖然準確，但是儀器昂貴和繁瑣的操作步驟以及笨重的儀器屬性導致實時檢測無法實現。

二、蛋白質生物傳感系統敏感度高，但嚴重缺乏穩定性。

三、電化學方法的原材料處理時間久，并且檢測環境不僅設備要求高而且操作條件也十分的苛刻無法實現實時檢測。

四、對于比色傳感器來說目前相關專利采用的基底多為生宣或濾紙，這種材料的比表面積和其他物理性質導致檢測時間較長和檢測限較差。

五、現有專利所采用的顯色劑為4-氨基-3-肼基-5-巰基-1，2，4-三唑在堿性條件下和高錳酸鉀共同作用和甲醛反應變色，這種方法操作比較麻煩且原料昂貴并且高錳酸鉀的強氧化性會給環境帶來污染。

發明內容

針對上述既有問題，本發明提供了一種基于納米復合纖維的甲醛檢測試紙以解決上述①設備昂貴和操作繁瑣，便攜性差②穩定性差③預處理繁瑣，操作條件苛刻④比表面積小導致檢測時間較長和檢測限較高⑤原料昂貴，產物環境污染嚴重的缺點。

本發明的技術方案如下：

一種基于納米復合纖維的甲醛檢測試紙的制備方法，包括以下步驟：

(1)將親水氣相二氧化硅加入溶劑中超聲振蕩分散；

(2)將聚丙烯腈溶解在步驟(1)的混合溶液中，攪拌，得到聚丙烯腈和SiO₂的聚合物溶液；

(3)將步驟(2)得到的聚合物溶液進行靜電紡絲制備復合纖維紙；

(4)將復合纖維紙浸漬于顯色處理液中，得到甲醛檢測試紙；所述顯色處理液中含有羥胺官能團的化合物及其衍生物。

優選地，步驟(1)中所述親水氣相二氧化硅的質量分數為0.5％～1.5％；步驟(2)中所述聚丙烯腈的質量分數為4～8％。

優選地，步驟(1)中所述親水氣相二氧化硅的質量分數為1.0±0.2％；步驟(2)中所述聚丙烯腈的質量分數為6±0.5％。

優選地，步驟(4)含有羥胺官能團的化合物及其衍生物選自硫酸羥胺。

優選地，步驟(4)所述顯色處理液為硫酸羥胺、水、甘油、甲醇和甲基黃的混合液。

優選地，步驟(3)所述靜電紡絲的條件為：相對濕度為40％-60％，聚合物溶液的流速為1.2±0.6mL/h，電壓為0.8-1.2萬伏。

優選地，步驟(3)接收裝置為鋁箔包裹的滾筒并連著負2千伏的高壓電，接收裝置與噴頭之間的距離為15厘米。