溶膠-凝膠法制備傳感膜及性能研究.pdf

1、卟啉類化合物因為光敏性好、性能穩(wěn)定、易于修飾，采用紫外-可見、紅外、熒光、磷光、拉曼等光譜技術(shù)和電化學(xué)方法都可以檢測到它的微小變化等優(yōu)點成為傳感器研究的理想模型化合物。溶膠-凝膠法制備有機硅雜化材料由于具有低表面能、耐高溫、良好的化學(xué)穩(wěn)定性、耐水性好、光學(xué)透明等優(yōu)良性能，而引起了國內(nèi)外許多學(xué)者普遍的關(guān)注。用溶膠-凝膠法制備卟啉傳感膜檢測類神經(jīng)毒劑DMMP具有靈敏度高，響應(yīng)快等特點。這方面的研究工作為反恐，防恐和現(xiàn)代化戰(zhàn)爭對類神經(jīng)毒劑快速

2、檢測提供了一條新途徑。
　　本文首先簡要介紹了溶膠-凝膠理論和本工藝過程及特點，并著重評述了溶膠-凝膠技術(shù)在涂層與薄膜和復(fù)合材料方面的最新研究進展及其應(yīng)用，然后介紹了卟啉的相關(guān)性質(zhì)及應(yīng)用。其次探索了一種能對化學(xué)神經(jīng)類毒氣沙林的類似物，甲基磷酸二甲酯(DMMP)快速響應(yīng)的新型的敏感物質(zhì)——卟啉，每種卟啉與DMMP作用后都有獨特的，唯一的光譜變化信號，根據(jù)這些信號可以對DMMP進行定量分析，篩選出一系列對DMMP敏感的金屬卟啉。最后，

3、溶膠-凝膠法制備了卟啉傳感薄膜，研究了制備薄膜的實驗條件，正交設(shè)計優(yōu)化了薄膜制備的工藝參數(shù)，對薄膜的光學(xué)性質(zhì)、表面形態(tài)、結(jié)構(gòu)等進行了表征，測試了薄膜的敏感性能。
　　在敏感物質(zhì)篩選中，篩選出對DMMP敏感的七種金屬卟啉.根據(jù)吸收光譜，研究了鋅卟啉與DMMP相互作用，確定反應(yīng)的結(jié)合常數(shù)，計算出摩爾焓變（ΔH）32.369 kJ·mol-1和摩爾熵變（ΔS）149.271 J·mol-1·K-1，為探討兩者的作用機理提供了可靠的理論根

4、據(jù)。
　　在薄膜制備中，反應(yīng)條件如溫度、鹽酸、水對薄膜均勻性有很大的影響.當(dāng)溫度為60℃，四乙氧基硅烷、水和鹽酸（1M）體積比為1：0.16：0.12時，成膜比較均勻。在卟啉傳感膜的制備中，正交實驗結(jié)果表明，四乙氧基硅烷與乙醇體積比和轉(zhuǎn)速對薄膜的敏感性影響較大，體積比為1：2，轉(zhuǎn)速為2400r.min-1時制備的傳感膜敏感性較好，對體積分?jǐn)?shù)為1x10-7的DMMP在作用前后吸光度變化2﹪以上。對傳感膜進行表征，表面較為均勻，鋅卟啉

5、分子為平面結(jié)構(gòu),在薄膜上均勻的分布。
　　卟啉傳感膜對濃度為1x10-3—1x10-12范圍內(nèi)的DMMP都有良好敏感響應(yīng)性，薄膜在加DMMP前后吸收光譜明顯發(fā)生改變。薄膜吸光度變化.隨著DMMP濃度的增大而增加，同一薄膜經(jīng)反復(fù)測試后其敏感響性能幾乎完全一致，薄膜重現(xiàn)性較好。
　　用溶膠凝膠法制備的卟啉傳感膜，其薄膜疏松多孔，能充分快速響應(yīng)DMMP，具有良好的敏感性能，是制備傳感器薄膜的較優(yōu)方法?？梢灾瞥申嚵袑ψR別低濃度的物質(zhì)