[发明专利]一种氨气在线快速检测传感器的制备方法及其应用

说明书

本发明提供一种氨气在线快速检测传感器的制备方法及其应用，该方法为将能够与氨气反应产出颜色变化的指示剂固载到基质上，并封存到外表透明的容器中，从而制备得到可用于现场快速检测的传感器。将制备好的传感器连接到气路中，通过成像设备采集气体通过前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，进行差减从而得到传感器颜色的变化值ΔR，ΔG，和ΔB。带入公式计算得到通入的氨气与指示剂反应的颜色变化值，带入氨气的标准曲线公式，计算得到氨气的浓度值，从而达到定量测定氨气浓度的目的。制备得到的传感器具有造价低，检测灵敏度高(最低可测浓度为10ppm的氨气)，便于现场检测等优点。

技术领域

本发明涉及质量监测技术领域，具体涉及一种氨气在线快速检测传感器的制备方法及其应用。

背景技术

氨气是一种重要化合物，是制造氮肥、硝酸、医药、塑料、树脂的重要原料，还可以用于压缩制冷，广泛应用于医药、化工、国防、轻工业等各个领域，具有很广阔的应用前景。但氨气是一种有强烈刺激气味的无色气体，人一旦接触到这种气体，轻则灼伤皮肤、眼睛和呼吸器官的黏膜，重则引起肺肿胀，以致死亡。因此，在使用氨气过程中，对工作场所环境中氨气浓度进行实时监控显得尤为重要。本专利中以光化学比色法为基础制备得到了能用用于氨气快速检测的传感器，该传感器制作简单，小巧，便于随身携带，可用于现场快速检测，检测灵敏度高，最低可检测10ppm的氨气，通过成像设备获取传感器中的颜色图片，并将指示剂的的颜色数字化，使得其可以对氨气进行定量检测。

发明内容

本发明的目的在于提供一种氨气在线快速检测传感器的制备方法及其应用，为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种氨气在线快速检测传感器的制备方法，该方法包括指示剂的溶解，指示剂的固载，传感器的制备，具体操作如下所示：

⑴指示剂的溶解：称取指示剂2－10mg，加入1mL用于固载指示剂的溶液，超声溶解；

⑵指示剂的固载：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；

⑶传感器的制备：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氨气检测的传感器；

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：

方法一：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；

方法二：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：

方法一：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；

方法二：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；

方法三：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。