[发明专利]一种甲醛气体在线快速检测传感器的制备方法及其应用

说明书

本发明涉及一种甲醛气体在线快速检测传感器的制备及其应用，制备方法为：将指示剂固载到基质上，然后将其封存到留有进气孔和出气孔且外表透明的容器中。应用为将制备好的传感器通过进出气口连接到气体管路中，通过成像设备采集气体通过后传感器中封存的固载在基质上的指示剂的颜色图片，然后通过软件提取图片中指示剂颜色的RGB值，并与指示剂初始颜色的RGB值进行差减从而得到传感器颜色的变化值ΔR，ΔG，和ΔB。并利用公式最终计算得到通入一定浓度的甲醛气体后指示剂的颜色与初始颜色的差值，并带入甲醛气体的标准曲线公式，最终计算得到甲醛气体的浓度值，从而达到定量测定甲醛气体浓度的目的。制备得到的传感器具有造价低，检测灵敏度高。

技术领域

本发明涉及质量监测技术领域，具体一种甲醛气体在线快速检测传感器的制备方法及其应用。

背景技术

甲醛是一种破坏生物细胞蛋白质的原生质毒物,会对人的皮肤、呼吸道及内脏造成损害，麻醉人的中枢神经，可引起肺水肿、肝昏迷、肾衰竭等世界卫生组织确认甲醛为致畸、致癌物质，是变反应源，长期接触将导致基因突变。目前甲醛污染问题主要集中于居室、纺织品和食品中。居室装饰材料和家具中的胶合板、纤维板、刨花板等人造板材中含有大量以甲醛为主的脲醛树脂，各类油漆、涂料中都含有甲醛。纺织品在生产加工过程中使用含甲醛的N-羟甲基化合物作为树脂整理剂，以增加织物的弹性，改善折皱性，还使用含甲醛的阳离子树脂以提高染色牢度，造成纺织品中甲醛残留问题。由此可见，甲醛污染问题已普及到生活中的每一个角落，严重威胁人体健康，应引起人们的高度关注。甲醛含量已成为当今居室、纺织品、食品中污染监测的一项重要安全指标。

目前，国内外居室、纺织品、食品中甲醛检测方法主要有分光光度法、电化学检测法、气相色谱法、液相色谱法、传感器法等。其中分光光度受水浴或浓硫酸等操作条件的限制，电化学检测法对样品预处理要求较高，色谱法受仪器设备限制，传感器检测甲醛成本高、寿命短，而现在市场上的甲醛快速检测箱需专业人员操作，成本高，一般家庭难以普及。因此建立一种简便、快速、灵敏的甲醛在线检测方法是适时而必要的。

发明内容

本发明的目的在于制备一种可用于甲醛气体快速检测的传感器，为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种甲醛气体在线快速检测传感器的制备方法，方法具体操作如下所示：

称取指示剂加入用于固载指示剂的溶液，超声溶解，指示剂的浓度2～10mg/mL；取制备好的指示剂溶液0.5-10μL采用滴涂的方法将指示剂固载到基质上，在空气中放置10-60min使得用于溶解指示剂的有机溶剂挥发，然后将其移入避光的氮气环境中存放24-72h，备用；取外表透明的容器，将制备好、固载有指示剂的基质裁切好后放入容器中并密封好，仅留有进气口和出气口，进出气口用橡胶板封好即制备得到用于甲醛气体检测的传感器。

所述用于固载指示剂的溶液为硅胶溶胶凝胶溶液或聚合物溶液，其制备方法如下：

1)硅胶溶胶凝胶的合成：①将硅氧烷试剂、乙二醇甲醚、丙二醇甲醚醋酸酯、有机溶剂、催化剂、表面活性剂和水以1：(2－4)：(1－2)：(0.2－0.8)：(0.1－0.8)：(0.005－0.04)：(0.5－1)体积比混合，30－60℃搅拌水解4－10小时，得硅胶溶胶凝胶溶液A；或②将硅氧烷试剂、乙二醇甲醚、丙二醇甲醚醋酸酯、催化剂、表面活性剂和水以1：(1－5)：(1－4)：(0.1－1)：(0.05－0.9)：(0.5－1)体积比混合，15－40℃搅拌水解20－30小时，得硅胶溶胶凝胶溶液B；

2)聚合物的合成：①将聚乙烯醇、增塑剂、有机溶剂和水以1：(2－6)：(50－100)：(30－70)质量比混合，15－40℃下搅拌反应0.5－5小时，得聚合物A溶液；或②将氨基-聚乙二醇、聚乙二醇-400、增塑剂和有机溶剂以1：(2－6)：(3－7)：(80－120)质量比混合，15－40℃下搅拌反应2－4小时，得聚合物B溶液；或③将聚氯乙烯、增塑剂、聚乙二醇和有机溶剂以1：(2－6)：(1－5)：(50－100)质量比混合，15－40℃下反应2－4小时，得聚合物C溶液；