一种基于液体弹珠的气体传感器及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种基于液体弹珠的气体传感器及其制备方法，属于胶体与界面科学和气体传感领域。该气体传感器具有如下所示的结构。所述气体传感器的制备方法，包括如下步骤：以疏水性粉末为稳定剂，在稳定剂上方滴加含有指示剂的混合溶液，通过滚滴法制备液体弹珠，得气体传感器。本发明专利技术的基于液体弹珠的气体传感器制备过程简单温和，具有优异的稳定性、气体透过性和响应性，能够快速、有效地检测空气中的污染物，具有广阔的应用前景。

【技术实现步骤摘要】

： 本专利技术涉及一种气体传感器，具体是一种基于液体弹珠的具有响应时间短、操作 简单、重复使用性好的气体传感器，可快速、有效地检测空气中的污染物。本专利技术进一步涉 及所述气体传感器的制备方法。本专利技术属于胶体与界面科学和气体传感领域。
技术介绍
： 随着生活水平的提高，人们在追求物质文化的同时，也越来越重视自身的生命安 全及身体健康。在大力推进工业化和现代化的过程中，越来越多的有毒有害物质出现在人 类赖以生存的环境之中，其中室内装修带来的空气污染（如：甲醛、氨、苯等有害气体）严重 威胁着人们的身体健康。因此对室内装修中产生的有害物质进行及时检测与处理是一项亟 待解决的重大难题。 对于室内装修中产生有害气体的检测，传统的方法包括气相色谱法、近红外光谱 法、电化学法等，均可对有害气体进行高灵敏度检测。然而，不足之处在于检测过程往往需 要庞大的仪器设备和复杂的操作流程，需要耗费大量的时间，很难满足现场快速检测的需 要。 经对现有技术的文献检索发现，目前已被成功用作检测有害气体的传感器材料 主要包括金属氧化物气体传感器（SensorsandActuatorsB:Chemical，2003,93(l): 556-561;ACSappliedmaterials&interfaces，2015,7(12) :6842-6851)、聚合物气体 传感器（SensorsActuatorsB，2010,148(1) :315-322;JournalofAppliedPolymer Science，2011，119(3) :1842-1847)等。然而，上述传感器的制备过程较为复杂、成本高，难 以实现批量规模化生产。因此，目前亟需一种灵敏、简单、快速、价廉的检测手段。
技术实现思路
： 本专利技术的目的在于检测空气中的有害物质，提供一种基于液体弹珠的气体传感器 及其制备方法。本专利技术以疏水性粉末为稳定剂，在稳定剂上方滴加液滴，通过滚滴法制备液 体弹珠，得气体传感器。该气体传感器制备过程简单温和，有利于实现工业化生产。所制备 的气体传感器具有响应时间短、操作简单、重复使用性好的气体传感器，可快速、有效地检 测空气中的污染物，具有广阔的应用前景。 本专利技术是通过以下技术方案实现的，本专利技术涉及一种基于液体弹珠的气体传感 器，所述气体传感器的制备方法，包括如下步骤： 步骤一，将指示剂、保湿剂和溶剂混合形成混合液，静置一定时间后备用； 步骤二，以疏水性粉末为稳定剂，在稳定剂上方滴加液滴，通过滚滴法制备液体弹 珠，得气体传感器。 步骤一中，所述指示剂为酚酞、紫色石蕊、甲基橙、8-羟基芘-1，3,6-三磺酸三钠、 甲基橙等中的一种，但本专利技术并不局限于上述举例的范围。 步骤一中，所述保湿剂为乙酸钾、氯化锂、氟化锂、溴化锂、氟化铯、氯化镁、碳酸 钾、硝酸镁、氯化钙、甘油、透明质酸、壳聚糖、山梨醇、丙二醇、乳酸钠等中的一种或几种的 混合溶质，但本专利技术并不局限于上述举例的范围。 步骤一中，所述溶剂为水、乙醇、甘油、丙二醇、乙二醇等中的一种或几种的混合溶 剂，但本专利技术并不局限于上述举例的范围。 步骤二中，所述稳定剂为聚四氟乙烯、四氧化三铁纳米粒子、炭黑、碳纳米管、聚乳 酸、石墨粉、石墨烯、聚磷腈、二氧化硅、二氧化钛、碳酸钙、聚苯乙烯胶体粒子、疏水有机小 分子等中的一种或多种，但本专利技术并不局限于上述举例的范围。 步骤二中，所述液滴为权利要求2步骤一中静置一定时间后的混合液。 与现有技术相比，本专利技术具有如下优点：（1)本专利技术所述基于液体弹珠的气体传 感器的制备方法快速、简单且温和，易批量规模化生产；(2)本专利技术所述基于液体弹珠的气 体传感器具有优异的稳定性和响应性；（3)本专利技术所述基于液体弹珠的气体传感器的成本 低廉，功能可调控性强，有利于工业化生产。【附图说明】： 图1是实施例1制得的气体传感器的制备路线示意图； 图2是实施例1制得的液体弹珠的示意图； 图3是实施例1制得的液体弹珠的数码照片； 图4是实施例1制得的液体弹珠的光学显微镜照片； 图5是实施例1制得的气体传感器检测碱性气体的数码照片。【具体实施方式】： 以下实例将结合附图对本专利技术作进一步说明。本实施例在以本专利技术技术方案为前 提下进行实施，给出了详细的实施方式和过程，但本专利技术的保护范围不限于下述的实施例。 下列实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照常规条件，或按照制造厂商所建议的 条件。 实施例1 : 在散布有疏水性聚磷腈粉末的塑料基板上，用微量进样器滴加10μL酚酞水分散 液，然后摇晃基板使液滴表面充分包覆粉末形成液体弹珠，即气体传感器。 本实施例的实施效果：图1是气体传感器的制备路线示意图。以疏水性粉末为稳 定剂，通过滚滴法制备液体弹珠，得气体传感器。 图3为制备的液体弹珠的数码照片。如图所示，制备的液体弹珠具有球型结构，且 能稳定地存在于载玻片等亲水性基材表面。 图4为液体弹珠的光学显微镜照片。可以看出，液体弹珠表面吸附着大量疏水性 的粉末，粉末与粉末之间排列较为疏松，即形成了一种多孔的壳层，这为气体的穿透提供了 通道。 图5为气体传感器检测碱性气体的数码照片。由图可知，将内含酚酞分散液的液 体弹珠置于氨气氛围中，经过5s后液体弹珠明显变红，由此表面制备的液体弹珠对碱性气 体具有优异的响应性。 实施例2 : 在散布有疏水性Si02粉末的塑料基板上，用微量进样器滴加50μL紫色石蕊溶 液，然后摇晃基板使液滴表面充分包覆粉末形成液体弹珠，即气体传感器。 实施例3 : 在散布有疏水性Si02粉末的塑料基板上，用微量进样器滴加5μL甲基橙溶液，然 后摇晃基板使液滴表面充分包覆粉末形成液体弹珠，即气体传感器。【主权项】1. 一种基于液体弹珠的气体传感器，能够快速、有效地检测空气中的污染物，其特征在 于，所述的气体传感器具有如下结构：2. 根据权利要求1所述的一种基于液体弹珠的气体传感器的制备方法，其特征是，包 括如下步骤： 步骤一，将指示剂、保湿剂和溶剂混合形成混合液，静置一定时间后备用； 步骤二，以疏水性粉末为稳定剂，在稳定剂上方滴加液滴，通过滚滴法制备液体弹珠， 得气体传感器。3. 根据权利要求2所述的一种基于液体弹珠的气体传感器的制备方法，其特征在于， 步骤一中，所述指示剂为酚酞、紫色石蕊、甲基橙、8-羟基芘-1，3,6-三磺酸三钠、甲基橙等 中的一种，但本专利技术并不局限于上述举例的范围。4. 根据权利要求2所述的一种基于液体弹珠的气体传感器的制备方法，其特征在于， 步骤一中，所述保湿剂为乙酸钾、氯化锂、氟化锂、溴化锂、氟化铯、氯化镁、碳酸钾、硝酸镁、 氯化钙、甘油、透明质酸、壳聚糖、山梨醇、丙二醇、乳酸钠等中的一种或几种的混合溶质，但 本专利技术并不局限于上述举例的范围。5. 根据权利要求2所述的一种基于液体弹珠的气体传感器的制备方法，其特征在于， 步骤一中，所述溶剂为水、乙醇、甘油、丙二醇、乙二醇等中的一种或几种的混合溶剂，但本 专利技术并不局限于上述举例的范围。6. 根据权利要求2所述的一种基于液体弹珠的气体传感器的制备方法，其特征在于， 步骤二中，所述稳定剂为为聚四氟乙烯、四氧化三铁纳米粒子、炭黑、碳纳米管、聚乳酸、石 墨粉、石墨烯、聚磷腈、二氧化硅、二氧化钛、碳酸钙、本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于液体弹珠的气体传感器，能够快速、有效地检测空气中的污染物，其特征在于，所述的气体传感器具有如下结构：

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：魏玮，卢荣杰，叶苇韬，顾瑶，刘晓亚，
申请(专利权)人：江南大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32