一種具有檢測(cè)甲醛效應(yīng)的聚乙烯醇膜材料及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種具有甲醛檢測(cè)效應(yīng)的聚乙烯醇膜材料及其制備方法，首先合成聚合物P(St-alt-Man)及甲醛探針分子KD-XA01，通過大分子自組裝技術(shù)獲得負(fù)載有探針分子的P(St-alt-Man)納米粒子溶液，將其加入到聚乙烯醇成膜液中，流涎法制得具有甲醛檢測(cè)效應(yīng)的聚乙烯醇膜材料。
【專利說明】一種具有檢測(cè)甲醛效應(yīng)的聚乙烯醇膜材料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于高分子膜材料與化學(xué)傳感器領(lǐng)域，具體涉及一種具有甲醛檢測(cè)效應(yīng)的聚乙烯醇膜材料及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]甲醛在常溫下為具有刺激性和窒息性的無色氣體，對(duì)人身體傷害極大，是日益受到重視的環(huán)境污染物之一，在我國有毒化學(xué)品優(yōu)先控制名單，甲醛居第二位。因此建立易操作，精密度高的甲醛測(cè)定方法尤其重要。檢測(cè)甲醛最常用的方法是比色法，又可以分為變色酸法，乙酰丙酮法，AHMT比色法等；國家標(biāo)準(zhǔn)中檢測(cè)紡織品，食品，空氣中甲醛的首選方法就是比色法，其中又以乙酰丙酮法的應(yīng)用最廣泛。近年來，隨著檢測(cè)技術(shù)的進(jìn)步，檢測(cè)儀器商品化程度的提高，氣相色譜，高效液相色譜以及氣質(zhì)聯(lián)用等靈敏，快捷的檢測(cè)方法也被應(yīng)用到了甲醛的檢測(cè)中。然而，以上的檢測(cè)方法操作繁瑣，專業(yè)性強(qiáng)，不適合普通人使用。
[0003]甲醛試紙是一種比較便捷的檢查甲醛的方法，其操作簡單，甲醛試紙中起檢測(cè)作用的是對(duì)甲醛敏感的小分子化合物，然而小分子化合物具有一定遷移性，長時(shí)間存放后隨著小分子化合物的遷移，其檢測(cè)效果必然會(huì)降低，使用周期也會(huì)縮短。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種具有甲醛檢測(cè)效應(yīng)的聚乙烯醇膜材料及其制備方法，解決現(xiàn)有甲醛傳感器操作繁瑣、使用周期短等問題。
[0005]為解決上述問題，本發(fā)明提供一種具有甲醛檢測(cè)效應(yīng)的聚乙烯醇膜材料，其特征在于，包括以下質(zhì)量份數(shù)的組分:聚乙烯醇水溶液8-9份，負(fù)載探針分子的P (St-alt-Man)納米粒子溶液1-2份，
`[0006]所述負(fù)載探針分子的P (St-alt-Man)納米粒子溶液由以下方法制得:
[0007](I)合成探針分子KD-XAOl
[0008]將3.24gl-苯基-1，3- 丁二酮溶于60ml苯中，加入醋酸銨3.08g和乙酸Iml，在氮?dú)夥諊?0°C下回流12小時(shí)得到產(chǎn)物，將反應(yīng)物洗滌、干燥，并除去溶劑；(2)合成聚合物P(St-alt-Man)
[0009]稱取6.24g苯乙烯，7.06g馬來酸酐溶解于180ml甲苯中，加入0.06gAIBN，通N215min，密封，油浴65°C下反應(yīng)20h.產(chǎn)物抽濾并用熱甲苯淋洗，再溶于丙酮，用甲苯沉淀分離.反復(fù)溶解沉淀三次后，于30°C真空烘箱中烘干得到P (St-alt-Man)；
[0010](3)自組裝制備納米粒子溶液
[0011]稱取P (St-alt-Man) 0.5g, KD-XAOl 0.03g，溶于 IOml 的 DMF 中，劇烈攪拌，同時(shí)緩慢滴加超純水，當(dāng)出現(xiàn)藍(lán)色乳光時(shí)，將此溶液在攪拌下緩慢滴加于100mL超純水中，得到該納米粒子溶液。
[0012]其中，聚乙烯醇水溶液質(zhì)量濃度為4_8%。
[0013]上述具有甲醛檢測(cè)效應(yīng)的聚乙烯醇膜材料的制備方法包括以下步驟:[0014](I)合成探針分子KD-XAOl
[0015]將3.24gl-苯基-1，3- 丁二酮溶于60ml苯中，加入醋酸銨3.08g和乙酸Iml，在氮?dú)夥諊?0°C下回流12小時(shí)得到產(chǎn)物，將反應(yīng)物洗滌、干燥，并除去溶劑；(2)合成聚合物P(St-alt-Man)
[0016]稱取6.24g苯乙烯，7.06g馬來酸酐溶解于180mL甲苯中，加入0.06gAIBN，通N2氣15min，密封，油浴65°C下反應(yīng)20h.產(chǎn)物抽濾并用熱甲苯淋洗，再溶于丙酮，用甲苯沉淀分離.反復(fù)溶解沉淀三次后，于30°C真空烘箱中烘干得到P (St-alt-Man)；
[0017](3)自組裝制備納米粒子溶液
[0018]稱取P (St-alt-Man) 0.5g, KD-XAOl 0.03g，溶于 IOml 的 DMF 中，劇烈攪拌，同時(shí)緩慢滴加超純水，當(dāng)出現(xiàn)藍(lán)色乳光時(shí)，將此溶液在攪拌下緩慢滴加于100mL超純水中，得到該納米粒子溶液；[0019](4)制備聚乙烯醇膜
[0020]稱取聚乙烯醇水溶液8-9份，負(fù)載探針分子的P (St-alt-Man)納米粒子溶液1_2份，攪拌下混合均勻得成膜液，將成膜液均勻倒在成膜器上，流涎成膜，放入40°C烘箱中，48小時(shí)后取出揭膜。
[0021]本發(fā)明的有益效果:本專利發(fā)明了一種薄膜傳感器，成膜基質(zhì)為高分子材料聚乙烯醇，在成膜液中添加對(duì)甲醛敏感的納米粒子溶液，該納米粒子以雙親共聚物P (St-alt-Man)為載體，對(duì)探針分子有良好的穩(wěn)定作用，可克服探針分子遷移的缺點(diǎn)。而且聚合物P (St-alt-Man)中馬來酸酐基元賦予納米粒子表面的極性基團(tuán)羧基能夠與聚乙烯醇鏈段上的羥基形成分子間氫鍵作用，達(dá)到體系良好的相容性。制得的薄膜材料為一種薄膜傳感器，使用簡便，可將甲醛的存在與否轉(zhuǎn)換成顏色信號(hào)表達(dá)出來，進(jìn)行定性分析，同時(shí)可通過顏色深淺來判斷甲醛含量高低，也可將膜借助儀器表征，進(jìn)行定量分析。
【專利附圖】

【附圖說明】:
[0022]圖1探針分子KD-XAOl核磁譜圖
[0023]圖2聚合物P (St-alt-Man)核磁譜圖
[0024]圖3負(fù)載探針分子的P (St-alt-Man)納米粒子透射電鏡圖
[0025]圖4膜材料對(duì)甲醛檢測(cè)效果
【具體實(shí)施方式】
[0026]以下利用實(shí)施例進(jìn)一步詳細(xì)說明本發(fā)明，但不能認(rèn)為是限定發(fā)明的范圍。
[0027]實(shí)施例1
[0028]配置質(zhì)量濃度為4%的聚乙烯醇水溶液，稱取4g聚乙烯醇96g水中，攪拌溶解。(I)合成探針分子KD-XAOl
[0029]將3.24gl-苯基-1，3- 丁二酮溶于60ml苯中，加入醋酸銨3.08g和乙酸Iml，在氮?dú)夥諊?0°C下回流12小時(shí)得到產(chǎn)物，將反應(yīng)物洗滌、干燥，并除去溶劑；(2)合成聚合物P(St-alt-Man)
[0030]稱取6.24g苯乙烯，7.06g馬來酸酐溶解于180mL甲苯中，加入0.06gAIBN，通N215min，密封，油浴65°C下反應(yīng)20h.產(chǎn)物抽濾并用熱甲苯淋洗，再溶于丙酮，用甲苯沉淀分離.反復(fù)溶解沉淀三次后，于30°C真空烘箱中烘干得到P (St-alt-Man)；
[0031](3)制備納米粒子溶液
[0032]稱取P (St-alt-Man) 0.5g, KD-XAOl 0.03g，溶于 IOml 的 DMF 中，劇烈攪拌，同時(shí)緩慢滴加超純水，當(dāng)出現(xiàn)藍(lán)色乳光時(shí)，將此溶液在攪拌下緩慢滴加于100mL超純水中，得到該納米粒子溶液；
[0033](4)制備聚乙烯醇膜
[0034]稱取聚乙烯醇水溶液9份，負(fù)載探針分子的P (St-alt-Man)納米粒子溶液1份，攪拌下混合均勻得成膜液，將成膜液均勻倒在成膜器上，流涎成膜，放入40°C烘箱中，48小時(shí)后取出揭膜。
[0035]實(shí)施例2
[0036]配置質(zhì)量濃度為5%的聚乙烯醇水溶液，稱取5g聚乙烯醇95g水中，攪拌溶解。(I)合成探針分子KD-XAOl
[0037]將3.24gl-苯基-1，3- 丁二酮溶于60ml苯中，加入醋酸銨3.08g和乙酸Iml，在氮?dú)夥諊?0°C下回流12小時(shí)得到產(chǎn)物，將反應(yīng)物洗滌、干燥，并除去溶劑；(2)合成聚合物P(St-alt-Man)
[0038]稱取6.24g苯乙烯，7.06g馬來酸酐溶解于180mL甲苯中，加入0.06gAIBN,通N2氣15min，密封，油浴65°C下反應(yīng)20h.產(chǎn)物抽濾并用熱甲苯淋洗，再溶于丙酮，用甲苯沉淀分離.反復(fù)溶解沉淀三次后，于30°C真空烘箱中烘干得到P (St-alt-Man)；
[0039](3)制備納米粒子溶液
[0040]稱取P (St-alt-Man) 0.5g, KD-XAOl 0.03g，溶于 IOml 的 DMF 中，劇烈攪拌，同時(shí)緩慢滴加超純水，當(dāng)出現(xiàn)藍(lán)色乳光時(shí)，將此溶液在攪拌下緩慢滴加于100mL超純水中，得到該納米粒子溶液；
[0041](4)制備聚乙烯醇膜
[0042]稱取聚乙烯醇水溶液8份，負(fù)載探針分子的P (St-alt-Man)納米粒子溶液2份，攪拌下混合均勻得成膜液，將成膜液均勻倒在成膜器上，流涎成膜，放入40°C烘箱中，48小時(shí)后取出揭膜。
[0043]實(shí)施例3
[0044]配置質(zhì)量濃度為8%的聚乙烯醇水溶液，稱取8g聚乙烯醇92g水中，攪拌溶解。(I)合成探針分子KD-XAOl
[0045]將3.24gl-苯基-1，3- 丁二酮溶于60ml苯中，加入醋酸銨3.08g和乙酸Iml，在氮?dú)夥諊?0°C下回流12小時(shí)得到產(chǎn)物，將反應(yīng)物洗滌、干燥，并除去溶劑；(2)合成聚合物P(St-alt-Man)
[0046]稱取6.24g苯乙烯，7.06g馬來酸酐溶解于180mL甲苯中，加入0.06gAIBN,通N2氣15min，密封，油浴65°C下反應(yīng)20h.產(chǎn)物抽濾并用熱甲苯淋洗，再溶于丙酮，用甲苯沉淀分離.反復(fù)溶解沉淀三次后，于30°C真空烘箱中烘干得到P (St-alt-Man)；
[0047](3)制備納米粒子溶液
[0048]稱取P (St-alt-Man) 0.5g, KD-XAOl 0.03g，溶于 IOml 的 DMF 中，劇烈攪拌，同時(shí)緩慢滴加超純水，當(dāng)出現(xiàn)藍(lán)色乳光 時(shí)，將此溶液在攪拌下緩慢滴加于100mL超純水中，得到該納米粒子溶液；[0049](4)制備聚乙烯醇膜
[0050]稱取聚乙烯醇水溶液9份，負(fù)載探針分子的P (St-alt-Man)納米粒子溶液1份，攪拌下混合均勻得成膜液，將成膜液均勻倒在成膜器上，流涎成膜，放入40°C烘箱中，48小時(shí)后取出 揭膜。
【權(quán)利要求】
1.一種具有甲醛檢測(cè)效應(yīng)的聚乙烯醇膜材料，其特征在于，包括以下質(zhì)量份數(shù)的組分:聚乙烯醇水溶液8-9份，負(fù)載探針分子的P(St-alt-Man)納米粒子溶液1_2份， 所述負(fù)載探針分子的P(St-alt-Man)納米粒子溶液由以下方法制得: (I)合成探針分子KD-XAOl 將3.24gl-苯基-1，3- 丁二酮溶于60ml苯中，加入醋酸銨3.08g和乙酸1ml，在氮?dú)夥諊?0°C下回流12小時(shí)得到產(chǎn)物，將反應(yīng)物洗滌、干燥，并除去溶劑；(2)合成聚合物P(St-alt-Man) 稱取6.24g苯乙烯，7.06g馬來酸酐溶解于180mL甲苯中，加入0.06gAIBN，通N215min，密封，油浴65°C下反應(yīng)20h，產(chǎn)物抽濾并用熱甲苯淋洗，再溶于丙酮，用甲苯沉淀分離，反復(fù)溶解沉淀三次后，于30°C真空烘箱中烘干得到P (St-alt-Man)； (3)自組裝制備納米粒子溶液 稱取P (St-alt-Man) 0.5g, KD-XAOl 0.03g，溶于IOml的DMF中，劇烈攪拌，同時(shí)緩慢滴加超純水，當(dāng)出現(xiàn)藍(lán)色乳光時(shí)，將此溶液在攪拌下緩慢滴加于100mL超純水中，得到該納米粒子溶液。
2.如權(quán)利要求1所述的具有甲醛檢測(cè)效應(yīng)的聚乙烯醇膜材料，其特征在于:聚乙烯醇水溶液質(zhì)量濃度為4-8%，優(yōu)選為4%。
3.如權(quán)利要求1或2所述的具有甲醛檢測(cè)效應(yīng)的聚乙烯醇膜材料的制備方法，其特征在于包括以下步驟:` (1)合成探針分子KD-XAOl 將3.24gl-苯基-1，3- 丁二酮溶于60ml苯中，加入醋酸銨3.08g和乙酸Iml，在氮?dú)夥諊?0°C下回流12小時(shí)得到產(chǎn)物，將反應(yīng)物洗滌、干燥，并除去溶劑； (2)合成聚合物P (St-alt-Man) 稱取6.24g苯乙烯，7.06g馬來酸酐溶解于180mL甲苯中，加入0.06gAIBN，通N215min，密封，油浴65°C下反應(yīng)20h，產(chǎn)物抽濾并用熱甲苯淋洗，再溶于丙酮，用甲苯沉淀分離，反復(fù)溶解沉淀三次后，于30°C真空烘箱中烘干得到P (St-alt-Man)； (3)自組裝制備納米粒子溶液 稱取P (St-alt-Man) 0.5g, KD-XAOl 0.03g，溶于IOml的DMF中，劇烈攪拌，同時(shí)緩慢滴加超純水，當(dāng)出現(xiàn)藍(lán)色乳光時(shí)，將此溶液在攪拌下緩慢滴加于100mL超純水中，得到該納米粒子溶液； (4)制備聚乙烯醇膜 稱取聚乙烯醇水溶液8-9份，負(fù)載探針分子的P (St-alt-Man)納米粒子溶液1_2份，攪拌下混合均勻得成膜液，將成膜液均勻倒在成膜器上，流涎成膜，放入40°C烘箱中，48小時(shí)后取出揭膜。
【文檔編號(hào)】G01N33/00GK103865217SQ201410093477
【公開日】2014年6月18日 申請(qǐng)日期:2014年3月14日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月14日
【發(fā)明者】白繪宇, 李育飛, 葛云龍, 劉曉亞 申請(qǐng)人:江南大學(xué)