[发明专利]一种重金属离子检测用卟啉光学传感功能膜及其制备方法

权利要求书

1.一种适用于重金属离子检测的卟啉光学传感功能膜，其特征在于该功能膜由聚合物膜材料和卟啉复合而成，以聚合物膜为固体基质，卟啉为光学指示剂并负载于聚合物膜中，卟啉在膜中的负载量相对于聚合物膜重量为0.5～10mg/g，所述功能膜在400～430nm波长范围具有特征吸收峰，膜呈淡红色或橙红色；与重金属离子包括Pb(II)、Cd(II)或Hg(II)作用后，所述功能膜的特征吸收峰发生红移，膜颜色发生变化，颜色变化程度随重金属离子浓度不同而不同，检测限为0.01mg/L；所述功能膜与重金属离子作用后，可经浓度为0.01～0.1M的酸和/或浓度为0.05～0.2M的EDTA溶液处理后实现再生，所述酸包括盐酸、硫酸或醋酸，所述功能膜的颜色和特征吸收峰均得以恢复，随后又可检测重金属离子，此过程重复6次后，检测效果无明显下降；

所述的聚合物膜材料包括聚砜、聚醚砜、聚偏氟乙烯、聚乙烯醇或乙烯-乙烯醇共聚物；

所述的光学指示剂为5，10，15，20-四(4-磺酸基苯基)卟啉、5，10，15，20-四(4-氨基苯基)卟啉或5，10，15，20-四(4-羟基苯基)卟啉；

所述的光学传感功能膜的制备方法，包括以下内容：

(1)聚合物基膜采用浸没沉淀相转化法或溶液镀膜的方法制备；所用到的溶液主要组成成分包括聚合物和溶剂；其中聚合物在所述溶液中含量为5～25wt％；溶剂为聚合物的良溶剂，包括二甲基亚砜、N-N二甲基甲酰胺、N-N二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮、二氯甲烷、氯仿、甲醇、乙醇、异丙醇或水，所述溶剂在所述溶液中含量为75～95wt％；得到的聚合物膜厚度为1～250μm；

(2)基膜表面改性方法，包括化学修饰法、紫外接枝法、等离子体接枝法、射线辐照接枝法或原子转移自由基聚合法，将与卟啉发生相互作用的功能基团引入到膜表面，所述功能基团包括磺酸基、季胺基或氯甲基；

(3)称取一定量的卟啉溶于有机溶剂中，所述有机溶剂包括丙酮或二氯甲烷，制得卟啉溶液，卟啉浓度为10^-7M～10^-5M；将步骤(2)得到的表面带有功能基团的聚合物膜浸没于制备好的卟啉溶液中，在催化剂作用下，反应一定时间，所述催化剂包括碳酸钠或碘化钠，经共价键连接得到负载卟啉的光学传感功能膜。

2.如权利要求1所述的光学传感功能膜，其特征在于，所述的重金属离子为水溶液状态。