[发明专利]一种可视化检测气液体中甲醛水凝胶及其制备方法和应用

说明书

本发明提供了一种可视化检测气液体中甲醛水凝胶及其制备方法和应用，属于水凝胶技术领域。本发明通过将水凝胶前驱体溶液与浸泡吸附法和冻融循环法相结合的方法，得到了一种可视化检测气液体中甲醛的水凝胶，该水凝胶能够与甲醛发生化学反应，生成化合物吖嗪。在酸性溶液存在下，吖嗪被铁离子氧化生成蓝色化合物，在紫外可见吸收光谱中表现为600～650nm处有强吸收峰，水凝胶随着甲醛浓度的不同而发生颜色深浅变化，从而能对甲醛进行可视化检测。

技术领域

本发明涉及水凝胶技术领域，尤其涉及一种可视化检测气液体中甲醛水凝胶及其制备方法和应用。

背景技术

甲醛是一种有机化学物质，又称蚁醛，是一种具有强烈刺激气味并且有较高毒性的无色气体，对人眼、鼻等有刺激作用。甲醛易溶于水和乙醇。水溶液的浓度最高可达55％，一般是35％～40％，通常为37％，称做甲醛水，俗称福尔马林。甲醛是一种重要的工业原料，广泛用于粘合剂、胶合板、油漆与涂料生产、纺织品染色助剂、杀菌防腐。甲醛对人体的中枢神经系统、视网膜、肺和肝脏有较强的损害，可触发内分泌功能紊乱及皮肤病。2017年10月27日，世界卫生组织国际癌症研究机构公布的致癌物清单中，将甲醛放在一类致癌物列表中。2019年7月23日，我国生态环境部将甲醛列入有毒有害水污染物名录(第一批)。

甲醛气体是最主要的室内污染物之一，浓度逐年上升。室内装修常用的板材、油漆、地毯、壁纸等多含有并释放甲醛。燃料和烟叶的不完全燃烧也会释放甲醛。甲醛还常被用作防腐剂和消毒剂，由于少量的甲醛能起到抑菌作用，因此会被用于食品生产中，作为杀菌防腐剂。早期在啤酒生产过程中，为了进一步加快啤酒中絮状物的沉淀速度，通常会利用甲醛作为辅助材料来加快啤酒的澄清速度。由于甲醛对人体会产生较强的毒性以及强致癌作用，目前我国已经明文规定禁止在食品加工过程中使用甲醛作为食品添加剂。但是有些不法商人为了牟取经济利益，在某些食品的加工过程中仍然使用甲醛作为添加剂。例如，在水产品中添加一定量的甲醛能够起到延长保质期，增加持水性；在面粉或米粉中添加甲醛能够增白。此外，在对大蒜以及生姜等产品进行检测的时也发现部分产品甲醛含量严重超标，这主要是由于一些违法商人为了延长产品保质期，对大蒜以及生姜表面喷洒甲醛而导致。除此之外，甲醛作为消毒剂副产物，还被列为国家饮用水检测指标之一。为了保障人体健康，快速、灵敏又准确地检测甲醛浓度，甲醛检测方法至关重要。

现有的甲醛检测方法主要有分光光度法、比色法、电化学法、色谱法、荧光法、化学发光法、离子选择电极法等，其中除了比色法之外，其他的甲醛检测方法均需要相应的专业仪器，不仅操作相对繁琐，而且要求使用者会一定的仪器操作。市面上已经有很多基于比色法的甲醛检测试剂、试纸等，试剂保质期短，保存条件苛刻。这些检测方法使用起来也并不简单，需要在特定的条件下进行甲醛检测，甚至包含多种试剂的混合使用，影响检测结果的因素较多。除此之外，现有的甲醛检测试纸一般为单一性的检测试纸，只能检测空气中的甲醛或是溶液中的甲醛，很少能够同时满足。

因此，得到一种操作简单、检测方便的可视化检测气液体中甲醛水凝胶是现有技术中急需解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可视化检测气液体中甲醛水凝胶及其制备方法和应用，该水凝胶具有体积小、结构简单、便于操作的特点，且可降低检测的复杂度，提高检测效率及检测效果，解决现有技术中甲醛检测在现场检测的应用缺陷问题。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种可视化检测气液体中甲醛水凝胶的制备方法，包括以下步骤：

水凝胶前驱体溶液的配制：

以丙三醇水溶液为溶剂，将聚乙烯醇、聚丙烯酸酯类单体分别配制成水溶液；将聚乙烯醇水溶液、聚丙烯酸酯类单体水溶液、交联剂、催化剂、热引发剂混合，即得到水凝胶前驱体溶液；

水凝胶的制备：