基于天然纖維素物質(zhì)的化學傳感器的制備及性質(zhì)研究.pdf

1、光學傳感器由于具有可實時實地檢測而不需要復雜光學儀器而備受關注。其中，比色傳感器可以通過肉眼直接觀察實現(xiàn)對目標物質(zhì)的檢測，使用更加方便，具有非常大的發(fā)展空間．纖維素物質(zhì)是世界上最豐富的天然有機材料，在天然纖維素物質(zhì)（如紙張、棉花、布料等）中，纖維素鏈通過氫鍵結(jié)合成具有巨大比表面積的復雜層次結(jié)構(gòu).因此，使用天然纖維素物質(zhì)作為基體制備化學傳感器是一個非常好的選擇。
　　 本文以天然纖維素纖維物質(zhì)為基體，采用表面溶膠-凝膠法和自組裝方

2、法相結(jié)合制備了重金屬離子富集纖維材料和比色化學傳感器，并將其用于重金屬離子的富集和傳感，以及陰離子（如F-、NO2-）的傳感．主要研究內(nèi)容和結(jié)論如下：
　　 1．重金屬離子富集納米纖維材料的制備及性質(zhì)研究。我們以天然纖維素纖維物質(zhì)（普通定量濾紙）為基體，以四甲氧基硅烷（TMOS）溶液為前體物，采用表面溶膠-凝膠法在濾紙纖維表面沉積SiO2薄膜．隨后自組裝對銅或汞敏感的硅氧烷配體分子，從而制備得到重金屬離子富集材料。該纖維素材料對

3、汞離子和銅離子具有良好的吸附效果，通過簡單的過濾過程便可實現(xiàn)對重金屬離子的有效富集。而且通過煅燒可以實現(xiàn)重金屬離子的回收，并得到二氧化硅和金屬氧化物的復合納米管材料。
　　 2．基于天然纖維素物質(zhì)的汞離子化學傳感器的制備及性質(zhì)研究。我們以普通定量濾紙為基體，設計制備了一種可以重復使用的用于水溶液中汞離子檢測的比色化學傳感器．首先，采用表面溶膠-凝膠法在濾紙纖維表面沉積納米層次的TiO2薄膜，隨后自組裝釕染料(N719)分子單層，

4、從而制備得到傳感器材料。我們分別從靈敏度、選擇性和重復利用性質(zhì)等方面對其進行了研究。把該材料浸潤在不同濃度的汞離子水溶液中，一定時間后產(chǎn)生明顯的顏色變化，類似常用的pH試紙的效果，而且即使?jié)舛鹊椭?0ppb時仍然保持很好的比色傳感現(xiàn)象。該材料具有非常好的選擇性，將該其浸潤在不同金屬離子的水溶液中，除汞離子外均不會產(chǎn)生顏色改變，而且其他金屬離子的存在不會干擾Hg2+傳感，當其他金屬離子的濃度是Hg2+的100倍時仍可以將Hg2+從混合水溶

5、液中檢測出來。對該材料的重復利用性
　　 3．基于天然纖維素物質(zhì)的氟離子化學傳感器的制備及性質(zhì)研究。同樣，我們以普通定量濾紙為基體，采用表面溶膠-凝膠法在濾紙纖維表面沉積納米層次的TiO2薄膜，隨后自組裝茜素絡合劑(AC)分子單層，從而制備得到氟離子傳感器材料。該材料具有良好的靈敏度，當氟離子濃度降至500nM時仍可觀察到明顯的顏色改變，而且其對除氟離子外的其他陰離子沒有傳感效果．
　　 4．基于天然纖維素物質(zhì)的亞硝酸根