[发明专利]一种依据颜色变化通过肉眼检测硫氰酸根的离子传感器及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种依据颜色变化通过肉眼检测硫氰酸根的离子传感器，其特征在于，包括等离子体共振金属层一、PMETAC分子刷和等离子体共振金属层二，等离子体共振金属层一和等离子体共振金属层二分别设置在PMETAC分子刷的两侧形成MIM型谐振器；等离子体共振金属层一和等离子体共振金属层二的成分为金、银、铂或铝；等离子体共振金属层一为连续金属层；等离子体共振金属层二为连续金属层或不连续的金属微结构，所述金属微结构为三角结构、孔结构、圆环结构、圆盘结构或粒子结构。

2.根据权利要求1所述的依据颜色变化通过肉眼检测硫氰酸根的离子传感器，其特征在于，等离子体共振金属层一和等离子体共振金属层二的厚度为15nm-50nm。

3.如权利要求1-2之一所述的依据颜色变化通过肉眼检测硫氰酸根的离子传感器的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

（1）在玻璃基底上沉积一层连续的等离子体共振金属层一；

（2）在沉积的等离子体共振金属层一上接枝引发剂；引发剂为 2-（2-溴异丁酰氧基）十一烷基硫醇，接枝引发剂反应时间大于12h；

（3）在试管中加入配体和单体，并加入溶剂，通入一段时间惰性气体；配体为五甲基二乙三胺和/或二联吡啶；所述单体为浓度75wt%的甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵溶液或甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯、丙烯酸、N-异丙基丙烯酰胺、对苯乙炔、对亚苯基乙炔基、H-1，H-1，H-2，H-2-全氟癸基丙烯酸酯、 甲基丙烯酸甲酯与浓度75wt%的甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵溶液的混合的单体；所述溶剂为甲醇和去离水，甲醇：去离子水=体积比1:1；所述惰性气体为氩气或者氮气，通入惰性气体时间大于30min；

（4）在所述玻璃基底上设置一块铜板，将所述玻璃基底放入所述试管中，以所述铜板作为催化剂，在室温下反应一段时间，在等离子体共振金属层一上形成PMETAC分子刷；

（5）在PMETAC分子刷上沉积形成具有连续金属层或不连续的金属微结构的等离子体共振金属层二。

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述步骤（4）中室温下反应时间大于10min。

5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述步骤（1）中在玻璃基底上先沉积一层铬，然后再沉积一层连续的等离子体共振金属层一。

6.如权利要求1-2之一所述的依据颜色变化通过肉眼检测硫氰酸根的离子传感器的应用，其特征在于，包括如下步骤：

一、首先测量所述离子传感器在去离子水和不同浓度硫氰酸根溶液中的透射光谱，作为后续测量的参照标准，以测定未知浓度的硫氰酸根溶液的浓度；具体步骤如下：

1）准备去离子水和配置不同浓度的硫氰酸根溶液，硫氰酸根溶液的浓度分别为0.005M、 0.01M、 0.02M、0.03M、0.05M、 0.07M、 0.1M、0.2M及0.3M；

2）将所述离子传感器浸泡在去离子水中，至所述离子传感器表面颜色不发生变化为止，将所述离子传感器取出；

3）将所述离子传感器依次浸泡在不同浓度的硫氰酸根溶液中，浸泡顺序由低浓度到高浓度，浸泡时间以所述离子传感器表面颜色不再发生变化为止；

4）使用去离子水轻轻冲洗浸泡过硫氰酸根溶液的传感器，之后将硫氰酸根传感器浸泡在去离子水中使其溶胀到最大程度，同时采用光纤光谱仪测试其在水中的透射光谱，记录并保存；

5）采用由低到高的浓度顺序，测试所述离子传感器在硫氰酸根溶液中的透射光谱；先使用硫氰酸根溶液润洗所述离子传感器，再将所述离子传感器放进硫氰酸根溶液中，测试其透射光谱；

二、然后，当测试未知浓度的硫氰酸根溶液时，只需将所述离子传感器先浸泡在水中使其溶胀到最大程度，当所述离子传感器表面不再发生颜色变化为止；之后使用待测硫氰酸根溶液润洗所述离子传感器，再将所述离子传感器放进待测硫氰酸根溶液中，然后测试所述离子传感器在待测硫氰酸根溶液中的透射光谱，最后对比标准透射光谱，判定待测硫氰酸根溶液的浓度。