一种荧光溶解氧传感膜的制备方法

技术特征：
1.一种荧光溶解氧传感膜的制备方法，其特征在于，溶解氧传感膜由传感层、反射层、遮光层构成，其制备方法包括如下步骤：(1)聚合物基质材料的制备：首先，在反应器中加入甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸三氟乙酯、丙烯酸异辛酯、甲基丙烯酸3-[三(三甲基硅氧基)甲硅烷基]丙酯作为聚合物基质材料单体原料，将单体原料和n,n-二甲基甲酰胺混合，充分搅拌使单体原料溶解后，得到单体溶液；然后，在另一容器中加入偶氮二异丁腈，并用n,n-二甲基甲酰胺溶解，得到引发剂溶液；再将反应器中的单体溶液加热至不低于75℃的反应温度后，将引发剂溶液缓慢加入反应器，反应至少7h；在反应结束后，加入甲醇析出聚合物固体，用二氯甲烷溶解后，再次用甲醇析出，反复至少三次后，得到白色固体；最后，将白色固体转移至烘箱中，在不低于60℃干燥，得到共聚(甲基丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸三氟乙酯-丙烯酸异辛酯-甲基丙烯酸3-[三(三甲基硅氧基)甲硅烷基]丙酯)，作为聚合物基质材料备用；(2)有机改性硅酸盐溶胶液的制备：取四甲氧基硅烷、二甲基二甲氧基硅烷、乙醇加入反应器，另用浓度不低于0.1mol
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dm-3
盐酸水溶液作催化剂，在不低于70℃反应至少5h，得到透明溶胶液，作为有机改性硅酸盐溶胶液备用；(3)传感层的制备：传感层由聚合物基质材料和荧光指示剂制备得到，其制备方法如下：取在上述步骤(1)中制备的聚合物基质材料，加入甲苯后溶解，并加入八乙基卟啉铂(ii)(ptoep)作指示剂，将混合物加热搅拌直至完全溶解，得到荧光指示剂涂料；然后利用喷涂、旋涂、刮涂中的任意一种方法，将所得荧光指示剂涂料涂布于洁净、干燥的衬底材料表面；经养护干燥成膜，得到传感层，存储备用；(4)反射层的制备：取在所述步骤(2)中制备得到的有机改性硅酸盐溶胶液，加入光反射剂，超声分散至少30min，得光反射剂分散液；然后取光反射剂分散液涂布于在所述步骤(3)中制备得到的传感层上，在室温晾干至少15min后，在不低于80℃烘干至少4h进行养护，得到反射层，存储备用；(5)遮光层的制备：取在所述步骤(2)中制备得到的有机改性硅酸盐溶胶液，加入乙醇稀释，再加入吸光剂，超声分散至少30min，得吸光剂分散液；然后将吸光剂分散液涂布于在所述步骤(4)中制备得到的反射层上，室温晾干15min后于60℃烘干4h，最后得到由传感层、反射层、遮光层构成的荧光溶解氧传感膜。2.根据权利要求1所述荧光溶解氧传感膜的制备方法，其特征在于：在所述步骤(1)中，在制备聚合物基质材料时，丙烯酸异辛酯的加入量占单体原料总质量的8～20％。3.根据权利要求1所述荧光溶解氧传感膜的制备方法，其特征在于：在所述步骤(1)中，在制备聚合物基质材料时，甲基丙烯酸3-[三(三甲基硅氧基)甲硅烷基]丙酯的加入量占单体原料总质量的8～20％。
4.根据权利要求1所述荧光溶解氧传感膜的制备方法，其特征在于：在所述步骤(1)中，甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸三氟乙酯、丙烯酸异辛酯、甲基丙烯酸3-[三(三甲基硅氧基)甲硅烷基]丙酯、n,n-二甲基甲酰胺的混合比例为1.01-3g：3.36-5.04g:1.84g:0-1.74g：15.5-29ml；在所述步骤(1)中，制备引发剂溶液时，偶氮二异丁腈和n,n-二甲基甲酰胺的比例为0.05-0.09g：2.07-3.8ml；将单体溶液加热至不低于75℃反应温度后，将引发剂溶液缓慢加入反应器，反应至少6h后升温至100℃继续反应不低于2h。5.根据权利要求1所述荧光溶解氧传感膜的制备方法，其特征在于：在所述步骤(2)中，四甲氧基硅烷、二甲基二甲氧基硅烷、乙醇、盐酸水溶液的混合体积比为89：82：90：30；或者，在所述步骤(2)中，在不低于70℃反应至少5-8h，得到透明溶胶液。6.根据权利要求1所述荧光溶解氧传感膜的制备方法，其特征在于：在所述步骤(2)中，有机改性硅酸盐溶胶液必须随做随用，不可长时间储存。7.根据权利要求1所述荧光溶解氧传感膜的制备方法，其特征在于：在所述步骤(3)中，在制备传感层时，在所制备的传感层中加入八乙基卟啉铂(ii)作指示剂的加入量为所制备的传感层固体质量的0.3～1％。8.根据权利要求1所述荧光溶解氧传感膜的制备方法，其特征在于：在所述步骤(4)中，在制备反射层时，所述光反射剂包括tio2粉末、纳米金颗粒中至少一种；在光反射剂分散液中所含光反射剂的质量比为15～25％。9.根据权利要求1所述荧光溶解氧传感膜的制备方法，其特征在于：在所述步骤(5)中，在制备遮光层时，吸光剂采用炭黑，在吸光剂分散液中所含吸光剂的质量比为1～5％。

技术总结
本发明公开了一种荧光溶解氧传感膜的制备方法，属于荧光溶解氧传感器制备技术领域，公开了一种具有灵敏度高、响应时间短、耐久性好的荧光溶解氧传感膜的制备方法。本发明制备的荧光溶解氧传感膜由传感层、反射层、遮光层构成。传感层以共聚(甲基丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸三氟乙酯-丙烯酸异辛酯-甲基丙烯酸3-[三(三甲基硅氧基)甲硅烷基]丙酯)为基质材料，并利用物理分散的方法掺入荧光指示剂八乙基卟啉铂(II)(PtOEP)后涂布于衬底材料制得。以四甲氧基硅烷、二甲基二甲氧基硅烷为前驱体，通过溶胶-凝胶方法得到溶胶液，再将散射剂与遮光剂分别分散于其中制备反射层与遮光层；得到由传感层、反射层、遮光层构成的三层结构荧光溶解氧传感膜。溶解氧传感膜。溶解氧传感膜。


技术研发人员：严六明 漆国萍 徐忆晗 岳宝华
受保护的技术使用者：上海大学
技术研发日：2022.08.16
技术公布日：2022/12/5