【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于高灵敏高选择抗干扰气敏材料，具体涉及一种兼具醛敏酮敏双功能的自助式呼气检测敏感材料及其制备方法、应用。
技术介绍
1、随着社会的不断发展和人们对健康的重视，使得生物医用材料的开发与应用有了巨大的发展前景，其中自助式家用健康呼气检测装置因其操作简单成本低，服务普及而有了巨大的市场需求，而半导体呼气检测设备因具备数据检测、存储、传输、分析等功能以及便携、无损伤、功耗低等优势，可实现快速筛查，减少医疗资源浪费，节省人力物力财力。
2、例如现有的呼气检测中使用α-fe2o3/g-c3n4复合材料可检测呼气中h2s含量；采用wo3/g-c3n4监测呼气中的丙酮含量，用于辅助医务人员进行病情诊断，由此可见自助式呼气检测装置具有广阔市场前景。酮类分子和醛类分子是多种呼吸道传染病的典型生物标记物，同时实现精准检测患者呼气中的丙酮和壬醛含量对病情诊断和病程监测具有重要的参考价值。
3、然而，目前的医用呼气敏感材料也存在着局限性，突出的问题是选择性和抗干扰能力不足，对复杂的人体呼气组分很难做到准确的鉴别，因此，开发针对特定疾病涉及的关键性标记物是一个重要的研究趋势。
技术实现思路
1、为了克服半导体敏感材料应用于医学检测时灵敏度低、选择性差的突出问题，本专利技术提供一种兼具醛敏酮敏双功能的自助式呼气检测敏感材料及其制备方法、应用，该材料可精准探测人体呼气中的丙酮和壬醛分子，特别适于应用于自助式呼气检测装置中。
2、为了达到上述目的，本专利技术采用以下技
3、一种兼具醛敏酮敏双功能的自助式呼气检测敏感材料的制备方法，步骤如下：
4、步骤1，称取富含氮和碳的有机前驱体，并在有机前驱体上铺设盐层，之后经烧结、保温、随炉冷却、分离和研磨得到氮化碳粉体；
5、步骤2，将氮化碳粉体放入去离子水中进行超声处理，获得混合溶液；
6、步骤3，将sncl2·2h2o、na3c6h5o7·2h2o、环糊精依次加入到混合溶液中并进行第一次搅拌，获得碱性溶液；
7、步骤4，在碱性溶液中滴加弱还原剂，然后进行第二次搅拌，直至获得均匀溶液；
8、步骤5，将均匀溶液密封加热，获得预备产物；
9、步骤6，离心洗涤并干燥预备产物，得到具有酮敏醛敏特性的呼气检测敏感材料。
10、优选的，步骤1中，有机前驱体为羟甲基硫脲、三聚氰胺或尿素，盐层的成分为kcl，用量为5～30g。
11、优选的，步骤1中，烧结时，采用空气气氛，升温速率为2.0～10.0℃/min，在450～600℃保温2～8h，随炉冷却至室温；
12、研磨后氮化碳粉体的粒径为1～6μm。
13、优选的，步骤3中，第一次搅拌过程中，sncl2·2h2o的用量为0.01～0.5mol、na3c6h5o7·2h2o的用量为0.02～0.5mol，氮化碳粉末和环糊精的物质的量之比为1:(0.01～1)，搅拌时间为0.5～1h。
14、优选的，步骤4中，第二次搅拌过程中，弱还原剂为l-抗坏血酸溶液，用量为0.01～1.0mol，搅拌时间为1～2h。
15、优选的，步骤5中，密封加热时，温度为140～240℃，时间为4～24h。
16、优选的，步骤6中，洗涤时，洗涤剂为乙醇和去离子水的混合溶液，乙醇的浓度为98％；
17、干燥时，在空气气氛下进行，温度为60～80℃，时间为8～6h。
18、一种所述的一种兼具醛敏酮敏双功能的自助式呼气检测敏感材料的制备方法所制得的医用呼气检测敏感材料，该医用呼气检测敏感材料为具有异质结构的碳掺杂的snox/cn敏感材料。
19、一种所述的医用呼气检测敏感材料在检测人呼气中的丙酮和壬醛分子的含量中的应用。
20、一种敏感元器件，包括所述的医用呼气检测敏感材料。
21、与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
22、本专利技术提供的一种呼气检测敏感材料的制备方法，先将富含氮和碳的有机前体在空气气氛下进行可控热分解，充分研磨后得到氮化碳粉末。随后在氮化碳粉末中加入去离子水超声处理，并加入sncl2·2h2o、na3c6h5o7·2h2o及环糊精搅拌形成均匀溶液，随后加入l-抗坏血酸溶液并搅拌均匀。最后移入反应釜中放入烘箱水热反应，所得产物进行离心洗涤并干燥，得到碳掺杂snox/cn异质敏感材料。通过调节溶液化学组成，可获得不同表面形貌和孔分布的敏感材料。材料有高比表面积、高灵敏度、活性吸附位点可调、针对性强以及抗干扰能力突出的特点，在医用呼气检测呼吸道疾病领域具有广阔的应用前景。
23、本专利技术提供的采用上述方法制得的医用呼气检测敏感材料，通过在snox/cn复合材料掺入碳元素，得到具有异质结构进行高温的水热处理过程的升温制度及保温时间可精细调控复合材料的组成比例、异质结及c-n分子网络结构，进而影响敏感材料活性吸附位点的种类和分布。该制备方法简便、效率高且安全性好，得到的医用敏感材料具的碳掺杂的snox/cn医用呼气检测敏感材料，具有半导体异质结构。敏感材料中由于氮化碳的加入增加了复合材料的比表面积，有利于气体的吸附和扩散并暴露出了更多的活性吸附位点。此外，氮化碳上的c-n/c＝n sp2键含量较高，有利于载流子的传导。其中部分c-(n)3键被c-(c)3键取代，所产生的离域大π键有利于电荷转移。异质材料中的氨基是壬醛分子敏感的活性位点，边缘处的氨基含量增多，使壬醛分子敏感性能显著增强。更多的-nh2/＝nh键，也为壬醛分子的吸附和扩散提供了更多的活性位点。气敏材料的表面可与丙酮具有特定的化学相互作用，导致对丙酮分子的选择性反应，此外丙酮是极性分子，气敏材料根据其极性表现出选择性，材料的极性位能与丙酮的极性发生良好的相互作用，对丙酮表现出较高的气敏响应。l-抗坏血酸的加入使得出现了sno进而出现了氧缺陷，促进氧气的化学吸附作用，从而使异质材料的敏感性能得到进一步的提高。
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1.一种兼具醛敏酮敏双功能的自助式呼气检测敏感材料的制备方法，其特征在于，步骤如下：
2.根据权利要求1所述的一种兼具醛敏酮敏双功能的自助式呼气检测敏感材料的制备方法，其特征在于，步骤1中，有机前驱体为羟甲基硫脲、三聚氰胺或尿素，盐层的成分为KCl，用量为5～30g。
3.根据权利要求1所述的一种兼具醛敏酮敏双功能的自助式呼气检测敏感材料的制备方法，其特征在于，步骤1中，烧结时，采用空气气氛，升温速率为2.0～10.0℃/min，在450～600℃保温2～8h，随炉冷却至室温；
4.根据权利要求1所述的一种兼具醛敏酮敏双功能的自助式呼气检测敏感材料的制备方法，其特征在于，步骤3中，第一次搅拌过程中，SnCl2·2H2O的用量为0.01～0.5mol、Na3C6H5O7·2H2O的用量为0.02～0.5moL，氮化碳粉末和环糊精的物质的量之比为1:(0.01～1)，搅拌时间为0.5～1h。
5.根据权利要求1所述的一种兼具醛敏酮敏双功能的自助式呼气检测敏感材料的制备方法，其特征在于，步骤4中，第二次搅拌过程中，弱还原剂为L-抗坏血酸溶
6.根据权利要求1所述的一种兼具醛敏酮敏双功能的自助式呼气检测敏感材料的制备方法，其特征在于，步骤5中，密封加热时，温度为140～240℃，时间为4～24h。
7.根据权利要求1所述的一种兼具醛敏酮敏双功能的自助式呼气检测敏感材料的制备方法，其特征在于，步骤6中，洗涤时，洗涤剂为乙醇和去离子水的混合溶液，乙醇的浓度为98％；
8.一种权利要求1～7任一项所述的一种兼具醛敏酮敏双功能的自助式呼气检测敏感材料的制备方法所制得的医用呼气检测敏感材料，其特征在于，该医用呼气检测敏感材料为具有异质结构的碳掺杂的SnOx/CN敏感材料。
9.一种如权利要求8所述的医用呼气检测敏感材料在检测人呼气中的丙酮和壬醛分子的含量中的应用。
10.一种敏感元器件，其特征在于，包括权利要求8所述的医用呼气检测敏感材料。
...【技术特征摘要】
1.一种兼具醛敏酮敏双功能的自助式呼气检测敏感材料的制备方法，其特征在于，步骤如下：
2.根据权利要求1所述的一种兼具醛敏酮敏双功能的自助式呼气检测敏感材料的制备方法，其特征在于，步骤1中，有机前驱体为羟甲基硫脲、三聚氰胺或尿素，盐层的成分为kcl，用量为5～30g。
3.根据权利要求1所述的一种兼具醛敏酮敏双功能的自助式呼气检测敏感材料的制备方法，其特征在于，步骤1中，烧结时，采用空气气氛，升温速率为2.0～10.0℃/min，在450～600℃保温2～8h，随炉冷却至室温；
4.根据权利要求1所述的一种兼具醛敏酮敏双功能的自助式呼气检测敏感材料的制备方法，其特征在于，步骤3中，第一次搅拌过程中，sncl2·2h2o的用量为0.01～0.5mol、na3c6h5o7·2h2o的用量为0.02～0.5mol，氮化碳粉末和环糊精的物质的量之比为1:(0.01～1)，搅拌时间为0.5～1h。
5.根据权利要求1所述的一种兼具醛敏酮敏双功能的自助式呼气...
【专利技术属性】
技术研发人员：卢靖，王容容，付子晋，朱敬敬，
申请(专利权)人：陕西科技大学，
类型：发明
国别省市：
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