[发明专利]一种基于荧光猝灭原理的氧传感膜

说明书

(一)技术领域

本发明涉及一种基于荧光猝灭原理的氧传感膜材料。

(二)背景技术

水体与大气交换或经化学反应、生化反应溶解于水体中的氧称为溶解氧，水中溶解氧的含量是衡量水质好坏的一个重要标准。测量水中溶解氧的方法主要有Winkler滴定法和Clark电极法，前者虽然能准确测得水中的溶解氧，但操作繁琐，且无法满足在线测量水中溶解氧的需求；后者操作相对简单，但测量电极易被腐蚀，影响其使用寿命，且测量易受干扰，影响其准确性，因此该法也无法满足实际分析应用的需要。

近年来，随着光纤技术的迅猛发展，基于一些有机染料、多环芳烃及过渡金属配合物荧光猝灭原理的光化学传感器倍受人们关注。光化学氧传感器克服了Winkler滴定法和Clark电极法的不足，它用于测定水中溶解氧时，无需消耗氧、操作简单，且测定时所受干扰小，基于这些优点，光化学传感器已成为在线监测水中溶解氧仪器的研究热点。

溶胶-凝胶法是新近发展的一种制备氧传感膜的技术，虽然该方法具有许多优点，如良好的化学稳定性、多孔性和透光性，但所测得标准曲线往往不能很好地遵循Stern-Volmer方程(Tang Y，et al.Anal.Chem.2003，75：2407-2413；Bukowski R M.，et al.Anal.Chem.2005，77：2670-2672；Xiong Y，et al.J.Sol-Gel Sci.Technol.2010，53：441-447；蒋亚琪等，光谱学与光谱分析，2004，24(7)：844-847；陈曦等，中国专利公开号：CN101251488，2008；张国兰，福州大学学报(自然科学版)，2010，38(4)：596-600)，说明用该法制备荧光膜，荧光物质并不易均匀分散在溶胶-凝胶包埋材料中，导致猝灭不均匀，所以标准曲线难以很好的保证线性。

物理包埋法是将传感元素按一定比例掺杂在易于成膜的高分子溶液中，然后通过旋涂或流延在固体基质表面成膜，得到高分子包埋的荧光薄膜。利用物理包埋法，选用合适的包埋材料能制备出具有高灵敏度、良好的化学稳定性、机械性和透光性，且所测标准曲线能较好地遵循Stern-Volmer方程(Dimaro G.，et al.Sens.Actuators B，2000 63：42-48；Y.Amao，et al.，Analyst，2000，125：871-875；Victor V.Vasil’ev，et al.，Sens.Actuators B，2002，82：272-276；Gillanders R.N.，et al.，Anal.Chim.Acta，2005，545：189-194；肖丹等，湖南大学学报(自然科学版)，2004，31(2)：24-27)，但报道的氧传感膜多只用于气体中氧浓度的测定，且包埋材料并不都具有良好的粘附性，如聚氯乙烯(PVC)。因此，选择合适的包埋材料，不仅使荧光物质能均匀分散于包埋材料中，同时使所制备的荧光膜具有良好的通透性和疏水性，是提高荧光膜稳定性与灵敏度的关键。

(三)发明内容

本发明的目的是提供一种基于荧光猝灭原理的氧传感膜，该氧传感膜机械性与透光性能良好、灵敏度高、线性范围宽、化学性能稳定，所测标准曲线遵循Stern-Volmer方程，可实现水中溶解氧的实时传感测定。

为实现以上发明目的，本发明采用的技术方案是：

一种基于荧光猝灭原理的氧传感膜，所述的氧传感器是以钌配合物Ru(dpp)₃(DS)₂为荧光物质，以硅橡胶、聚苯乙烯或磺化聚醚砜为包埋材料，通过物理包埋法制得。

本发明的钌配合物Ru(dpp)₃(DS)₂，配体dpp为4，7-二苯基-1，10-菲啰啉，抗衡阴离子DS-为十二烷基磺酸根，该化合物可通过现有方法制备。

本发明中，硅橡胶、聚苯乙烯、聚醚砜使用市售商品，磺化聚醚砜可以聚醚砜为原料根据现有方法进行制备。

优选的，所述硅橡胶为脱醋酸型单组份室温固化硅橡胶。

优选的，所述的聚苯乙烯的质均分子量为200000～300000。

优选的，所述的磺化聚醚砜的磺化度为5～20％。

优选的，所述氧传感膜的厚度为1～10μm。

本发明所述的氧传感膜通过物理包埋法制得，所述的物理包埋法具体包括如下步骤：

a)将荧光物质溶于氯仿或N，N-二甲基乙酰胺配置成溶液A；

b)向溶液A中加入包埋材料并溶解得到溶液B；