本发明专利技术提供了一种羧基化氧化石墨烯‑聚苯乙烯纳米纤维膜和制备方法及应用和传感器，涉及纳米纤维及传感器技术领域。羧基化氧化石墨烯‑聚苯乙烯纳米纤维膜制备方法，包括如下步骤：将羧基化氧化石墨烯和聚苯乙烯混合纺丝液经静电纺丝得到羧基化氧化石墨烯‑聚苯乙烯纳米纤维膜。本发明专利技术提供的羧基化氧化石墨烯‑聚苯乙烯纳米纤维膜制备方法，以羧基化氧化石墨烯和聚苯乙烯为原料，将羧基化氧化石墨烯和聚苯乙烯混合纺丝液经纺丝得到羧基化氧化石墨烯‑聚苯乙烯纳米纤维膜。该制备方法的原料易得，价格低廉，操作简单，易于控制，得到的纳米纤维膜具有高比表面积和高孔隙率，吸附氨气灵敏度高，选择性高，抗干扰性强，传感性能好，重复性好。
【技术实现步骤摘要】
羧基化氧化石墨烯-聚苯乙烯纳米纤维膜和制备方法及应用和传感器
本专利技术涉及纳米纤维及传感器
，尤其是涉及一种羧基化氧化石墨烯-聚苯乙烯纳米纤维膜和制备方法及应用和传感器。
技术介绍
现在的社会发展越来越快，人们通过自己的不懈怠努力和辛勤的工作，相对于以前，生活水平有了非常之大的提升，但是人们却忽略一个很重要的问题，那就是环境污染在随社会发展同时却变得越来越严峻，而氨气污染正是其中的比较突出问题之一。氨主要以铵盐(硫酸铵、硝酸铵等)存在于细颗粒物PM2.5(微克每立方米)中。PM2.5中存在大量二次颗粒物，导致雾霾产生。有人指出，“氨气促进雾霾污染产生”。工业排放废气、汽车尾气、垃圾燃烧等产生的硫和氮化合物在氨和水促进下经氧化和中和等反应最终生成颗粒态铵盐。氨气刺激有毒，超标浓度氨气对人体更是伤害巨大。每个国家所定的空气氨气浓度最低标准虽然不同，但对氨气浓度的实时监测却是必须要做的工作。在处理氨污染这个问题上，如果能随时随地地监测微量氨气分子的浓度并提前做好预防准备，对于保护人们的身体健康以及改善环境有着很大的现实意义和作用。近年来，利用半导体金属氧化物(敏感材料多为三氧化钨/氧化锡，WO3/SnO2)与氨气作用引起氧化物电导率变化进行传感检测的氨气传感器得到广泛的应用。但此类传感器缺点是选择性差，很容易受存在环境中的其他还原性气体干扰，检测结果很容易受到影响；同时其工作温度高达300℃，增加操作难度及能耗。有鉴于此，特提出本专利技术。
技术实现思路
本专利技术的第一目的在于提供一种羧基化氧化石墨烯-聚苯乙烯纳米纤维膜制备方法，以缓解现有技术中存在的现有制备方法无法得到吸附氨气灵敏度高，选择性高，抗干扰性强，传感性能好，重复性好的材料等技术问题。本专利技术提供的羧基化氧化石墨烯-聚苯乙烯纳米纤维膜制备方法，包括如下步骤：将羧基化氧化石墨烯和聚苯乙烯混合纺丝液经静电纺丝得到羧基化氧化石墨烯-聚苯乙烯纳米纤维膜。进一步的，所述羧基化氧化石墨烯和聚苯乙烯混合纺丝液中羧基化氧化石墨烯和聚苯乙烯的质量比为(0.1-3)：1，优选为(1-1.5)：1。进一步的，所述羧基化氧化石墨烯和聚苯乙烯混合纺丝液的浓度为2-3mg/mL，优选为2.5-2.8mg/mL。进一步的，所述羧基化氧化石墨烯和聚苯乙烯混合纺丝液的制备方法包括如下步骤：(a)将羧基化氧化石墨烯分散液分散于溶剂中，得到羧基化氧化石墨烯溶液；(b)将聚苯乙烯加入羧基化氧化石墨烯溶液中混合均匀，得到羧基化氧化石墨烯和聚苯乙烯混合纺丝液；优选的，所述步骤(a)中，将羧基化氧化石墨烯分散液在溶剂中超声振荡20-40min，优选为30-40min；和/或，所述步骤(b)中，将聚苯乙烯加入羧基化氧化石墨烯溶液中先搅拌5-8h，再超声振荡20-40min，优选为搅拌6-8h，和/或，超声振荡30-40min。进一步的，所述羧基化氧化石墨烯和聚苯乙烯混合纺丝液的纺丝条件为：纺丝电压为10-15kv，优选为12-14kv；和/或，纺丝液喷射速度为0.6-1mL/h，优选为0.8-0.9mL/h；和/或，纺丝距离为15-20cm，优选为16-19cm；和/或，纺丝温度为20-28℃，优选为25-27℃；和/或，纺丝湿度为35-45％，优选为40-42％。进一步的，所述溶剂包括与水混溶的有机溶剂，优选为四氢呋喃和N，N-二甲基甲酰胺；优选的，所述四氢呋喃和N，N-二甲基甲酰胺的质量比例为1：(1-5)，优选为1：(3-5)。本专利技术的第二目的在于提供一种羧基化氧化石墨烯-聚苯乙烯纳米纤维膜，具有高比表面积和高孔隙率，吸附氨气灵敏度高，选择性高，抗干扰性强，传感性能好，重复性好。本专利技术提供的羧基化氧化石墨烯-聚苯乙烯纳米纤维膜，由上述制备方法制备得到。本专利技术的第三目的在于提供一种上述制备方法制备得到的羧基化氧化石墨烯-聚苯乙烯纳米纤维膜或上述羧基化氧化石墨烯-聚苯乙烯纳米纤维膜在检测氨气分子浓度中的应用，优选为在制作检测氨气分子浓度的传感器中的应用，将羧基化氧化石墨烯-聚苯乙烯纳米纤维膜作为氨气分子的传感材料，增大了与受检氨气分子的反应区域，吸附氨气分子灵敏度高，选择性高，抗干扰性强，传感性能好，重复性好，大大提升了传感效率及性能。本专利技术提供的上述制备方法制备得到的羧基化氧化石墨烯-聚苯乙烯纳米纤维膜或上述羧基化氧化石墨烯-聚苯乙烯纳米纤维膜在检测氨气分子浓度中的应用，优选为在制作检测氨气分子浓度的传感器中的应用。本专利技术的第四目的在于提供一种氨气传感器，将羧基化氧化石墨烯-聚苯乙烯纳米纤维膜覆盖在石英晶片上，作为石英晶片上氨气分子的传感介质，能够高效率吸附氨气分子从而检测氨气分子的浓度。本专利技术提供的氨气传感器，包括石英晶片和上述制备方法制备得到的羧基化氧化石墨烯-聚苯乙烯纳米纤维膜或上述羧基化氧化石墨烯-聚苯乙烯纳米纤维膜，所述羧基化氧化石墨烯-聚苯乙烯纳米纤维膜覆盖在石英晶片上。进一步的，所述氨气传感器对氨气的检测范围为1-40ppm。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：本专利技术提供的羧基化氧化石墨烯-聚苯乙烯纳米纤维膜制备方法，以羧基化氧化石墨烯和聚苯乙烯为原料，将羧基化氧化石墨烯和聚苯乙烯混合纺丝液经纺丝得到羧基化氧化石墨烯-聚苯乙烯纳米纤维膜。该制备方法的原料易得，价格低廉，操作简单，易于控制，得到的纳米纤维膜具有高比表面积和高孔隙率，吸附氨气灵敏度高，选择性高，抗干扰性强，传感性能好，重复性好。本专利技术提供的羧基化氧化石墨烯-聚苯乙烯纳米纤维膜，具有高比表面积和高孔隙率，吸附氨气灵敏度高，选择性高，抗干扰性强，传感性能好，重复性好。本专利技术将羧基化氧化石墨烯-聚苯乙烯纳米纤维膜作为氨气分子的传感材料，增大了与受检氨气分子的反应区域，吸附氨气分子灵敏度高，选择性高，抗干扰性强，传感性能好，重复性好，大大提升了传感效率及性能。本专利技术提供的氨气传感器，将羧基化氧化石墨烯-聚苯乙烯纳米纤维膜覆盖在石英晶片上，作为石英晶片上氨气分子的传感介质，能够高效率吸附氨气分子从而检测氨气分子的浓度。附图说明为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为实施例一和对比例七提供的纳米纤维膜场发射扫描电镜(FE-SEM)图以及纤维的直径分布图，图1(a)为对比例七提供的纳米纤维膜场发射扫描电镜(FE-SEM)图以及纤维的直径分布图，图1(b)为实施例一提供的纳米纤维膜的场发射扫描电镜(FE-SEM)图以及纤维的直径分布图；图2为实施例一和对比例七提供的纳米纤维膜的透射电镜(TEM)图，图2(a)为对比例七提供的纳米纤维膜的透射电镜(TEM)图，图2(b)为实施例一提供的纳米纤维膜的透射电镜(TEM)图；图3为实施例一和对比例七提供的纳米纤维膜的氮气吸附-解吸附等温线和BET表面积测试图，图3(a)为对比例七提供的纳米纤维膜的氮气吸附-解吸附等温线和BET表面积测试图，图3(b)为实施例一提供的纳米纤维膜的氮气吸附-解吸附等温线和BET表面积测试图；图4为实施例一提供的纳米纤维本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种羧基化氧化石墨烯‑聚苯乙烯纳米纤维膜制备方法，其特征在于，包括如下步骤：将羧基化氧化石墨烯和聚苯乙烯混合纺丝液经静电纺丝得到羧基化氧化石墨烯‑聚苯乙烯纳米纤维膜。
【技术特征摘要】
1.一种羧基化氧化石墨烯-聚苯乙烯纳米纤维膜制备方法，其特征在于，包括如下步骤：将羧基化氧化石墨烯和聚苯乙烯混合纺丝液经静电纺丝得到羧基化氧化石墨烯-聚苯乙烯纳米纤维膜。2.根据权利要求1所述的羧基化氧化石墨烯-聚苯乙烯纳米纤维膜制备方法，其特征在于，所述羧基化氧化石墨烯和聚苯乙烯混合纺丝液中羧基化氧化石墨烯和聚苯乙烯的质量比为(0.1-3)：1，优选为(1-1.5)：1。3.根据权利要求2所述的羧基化氧化石墨烯-聚苯乙烯纳米纤维膜制备方法，其特征在于，所述羧基化氧化石墨烯和聚苯乙烯混合纺丝液的浓度为2-3mg/mL，优选为2.5-2.8mg/mL。4.根据权利要求1-3任一项所述的羧基化氧化石墨烯-聚苯乙烯纳米纤维膜制备方法，其特征在于，所述羧基化氧化石墨烯和聚苯乙烯混合纺丝液的制备方法包括如下步骤：(a)将羧基化氧化石墨烯分散液分散于溶剂中，得到羧基化氧化石墨烯溶液；(b)将聚苯乙烯加入羧基化氧化石墨烯溶液中混合均匀，得到羧基化氧化石墨烯和聚苯乙烯混合纺丝液；优选的，所述步骤(a)中，将羧基化氧化石墨烯分散液在溶剂中超声振荡20-40min，优选为30-40min；和/或，所述步骤(b)中，将聚苯乙烯加入羧基化氧化石墨烯溶液中先搅拌5-8h，再超声振荡20-40min，优选为搅拌6-8h，和/或，超声振荡30-40min。5.根据权利要求1-3任一项所述的羧基化氧化石墨烯-聚苯乙烯纳米纤维膜制备方法，其特征在于，所...
【专利技术属性】
技术研发人员：于晖，盘泽国，蔡洁，李英毅，朱吉昌，曾健豪，郭永诗，黄琪帏，邹捷，
申请(专利权)人：五邑大学，
类型：发明
国别省市：广东,44
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