一种检测硝基芳烃类爆炸物的方法技术

技术编号:19213739 阅读:36 留言:0更新日期:2018-10-20 06:04
本发明专利技术公开了一种检测硝基芳烃类爆炸物的方法,采用基于氨基改性聚苯乙烯的荧光传感器置于待测位置,每隔一段时间检测基于氨基改性聚苯乙烯的荧光传感器的荧光强度,获得基于氨基改性聚苯乙烯的荧光传感器的猝灭效率,其中,所述氨基改性聚苯乙烯的荧光传感器包括氨基化的玻璃片和传感层,传感层置于表面氨基化的玻璃片的表面,所述传感层为氨基改性聚苯乙烯与芘通过混纺而制备的静电纺丝薄膜,所述氨基改性聚苯乙烯的结构式为

【技术实现步骤摘要】
一种检测硝基芳烃类爆炸物的方法
本专利技术涉及一种检测硝基芳烃类爆炸物的方法。
技术介绍
日常所听闻的爆炸物品种众多。对于数量众多的爆炸物材料按其结构可以归纳为六大类:硝基烷烃(如2,3-二甲基-2,3-二硝基丁烷DMNB、硝基蒽NM)、硝基芳烃(如2-硝基甲苯、3-硝基甲苯、4-硝基甲苯NT,2,4二硝基甲苯、2,4-二硝基甲苯DNT,2,4,6-三硝基甲苯TNT、2,4,6-三硝基苯酚PA、硝基苯DNB)、硝胺(如环三亚甲基三硝胺RDX、1,3,5,7-四硝基-1,3,5,7-四氮杂环辛烷HMX、2,4,6-三硝基苯甲硝胺Tetryl)、硝酸酯(如硝酸甘油NG、季戊四醇四硝酸酯PETN)、过氧化物(如过氧化氢HP、三过氧化三丙酮TATP、六亚甲基三过氧化二胺HMTD)。大部分的爆炸物中均含有硝基芳烃类化合物(NACs),对该类化合物的检测主要有体探测技术(BulkDetection)和痕量探测技术(TraceDetection)两种。体探测技术主要包括成像检测和核检测,该技术主要针对体积较大含量较多的炸药进行宏观检测。而痕量探测技术则是针对肉眼较难发现的爆炸物颗粒或气体实施检测。通常爆炸物具有一定的挥发性,在其存放位置的周围或是接触爆炸物的人或物的表面均会附着爆炸物。微痕量检测方法主要有化学发光法、氧化还原法、离子迁移谱法、化学试剂法、表面声波法、气-质谱联用法、化学传感器以及犬科动物分析法。其中针对爆炸物最为灵敏的检测方法是气-质谱联用法(10-4g/cm-1)。此外离子迁移谱法对爆炸物检测的灵敏度亦能够达到10-3g/cm-1,但由于仪器昂贵体积较大且需专业人员操作,限制了该方法的广泛应用。由于常见的检测方法具有局限性而难以广泛应用,寻找一种简便快捷、成本低、灵敏度高的检测方法以满足实际需求就变得更为迫切。
技术实现思路
为了解决现有技术的不足,本专利技术的目的之一是提供一种氨基改性聚苯乙烯的荧光传感器在检测硝基芳烃类爆炸物中的应用,本专利技术采用的荧光传感器能够有效的富集硝基芳烃类化合物,对NACs的检测具有更高的灵敏性。为了实现上述目的,本专利技术的技术方案为:一种氨基改性聚苯乙烯的荧光传感器在检测硝基芳烃类爆炸物中的应用,所述氨基改性聚苯乙烯的荧光传感器包括表面氨基化的玻璃片和传感层,传感层置于表面氨基化的玻璃片的表面,所述传感层为氨基改性聚苯乙烯与芘进行纺制的静电纺丝薄膜,所述氨基改性聚苯乙烯的结构式为其中,m:n=8~12:1,氨基改性聚苯乙烯的重均分子量为(4~5)×104g/mol,相对质量分布指数为1.3~1.4。本专利技术的目的之二是提供一种检测爆炸物中硝基芳烃类化合物的方法,采用氨基改性聚苯乙烯的荧光传感器置于待测位置,每隔一段时间检测氨基改性聚苯乙烯的荧光传感器的荧光强度,获得氨基改性聚苯乙烯的荧光传感器的猝灭时间,其中,所述氨基改性聚苯乙烯的荧光传感器包括表面氨基化的玻璃片和传感层,传感层置于表面氨基化的玻璃片的表面,所述传感层为氨基改性聚苯乙烯与芘进行纺制的静电纺丝薄膜,所述氨基改性聚苯乙烯的结构式为其中,m:n=8~12:1,氨基改性聚苯乙烯的重均分子量为(4~5)×104g/mol,相对质量分布指数为1.3~1.4。本专利技术的有益效果为:1.本专利技术的传感器采用静电纺丝法制备。传感层具有大的比表面积,高的孔隙率,良好的气体渗透性,以及可控制的形态等优点。这些优点都有利于待测物与传感物质之间的快速接触;同时本专利技术制备的传感层为氨基改性聚苯乙烯,且对采用的玻璃片载体进行了表面氨基化,大量的氨基会通过氢键与硝基芳烃类化合物进行作用,从而能有效地将硝基芳烃类化合物在传感器表面富集。这种富集作用使传感器对微痕量的硝基芳烃化合物的响应灵敏度大大提高。2.本专利技术的传感器对于DNT、TNT和PA具有更好的选择性,其对于DNT、TNT和PA的猝灭效率分别为91%、82%和36%,而对于其他有机或无机干扰物如3,5-二硝基苯胺、商业香料、尿素、硝酸铵和亚硝酸钠等,本专利技术的传感器几乎没有响应。3.本专利技术的传感器具有良好的重复利用性。4.本专利技术能够对空气中微痕量的硝基芳烃类化合物进行检测,当在10ppb的TNT蒸气中放置150s时,其猝灭率可达65.4%。附图说明构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解,本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请,并不构成对本申请的不当限定。图1为玻璃片载体的功能化的步骤示意图;图2为氨基官能团化的聚苯乙烯合成路线图;图3氨基化的玻璃片载体经不同处理过程后的二次水的接触角,G:空白的玻璃片,G-OH:羟基化的玻璃片,G-NH2:氨基化的玻璃片为二次水的接触角;图4为氨基化的玻璃片载体经不同处理过程后的XPS光电子能谱,G:空白玻璃片,G-NH2:表面氨基化的玻璃片;图5为红外光谱图,(a)4-乙烯基苄胺和苯乙烯;(b)PS-NH2和PS;图6为核磁共振氢谱图,(a)4-乙烯基苄基邻苯二甲酰胺(b),4-乙烯基苄胺,(c)PS-NH2;图7为PS和PS-NH2的热稳定性分析图,(a)TGA,(b)DTG图8为PS-NH2静电纺丝纳米纤维膜电镜照片,(a)SEM,(b)TEM;图9为不同接收时间的(PS-NH2/pyrene)静电纺丝膜所制备的传感器对TNT气体的猝灭效率对比图(λex=333nm);图10为(PS-NH2/pyrene)/G-NH2传感器在空气中的荧光稳定性(λex=333nm);图11a为(PS-NH2/pyrene)/G-NH2传感器对TNT荧光猝灭谱图(λex=333nm),图11b为(PS-NH2/pyrene)/G-NH2传感器对TNT猝灭前的荧光图像,图11c为(PS-NH2/pyrene)/G-NH2传感器对TNT猝灭后的荧光图像,图11d为(PS/pyrene)/G、(PS/pyrene)/G-NH2、(PS-NH2/pyrene)/G和(PS-NH2/pyrene)/G-NH2传感器对TNT猝灭效率对比图;图12为不同传感器在饱和TNT蒸气中放置150s,猝灭之前和之后的荧光图像,其中,a为(PS/pyrene)/G传感器,b为为(PS/pyrene)/G-NH2传感器,c为(PS-NH2/pyrene)/G传感器,d为(PS-NH2/pyrene)/G-NH2传感器,(1)为猝灭前,(2)为猝灭后;图13为PS-NH2/pyrene静电纺丝纳米纤维薄膜的猝灭性能照片,其中,a为传感器对DNT的猝灭表征,b为传感器对TNT的猝灭表征,c为传感器对PA的猝灭表征,1和3为紫外光(λex=254nm),2和4为日光灯;图14为(PS-NH2/pyrene)/G-NH2传感器对不同待测物的荧光猝灭柱状图;图15为(PS-NH2/pyrene)/G-NH2传感器对饱和TNT检测的重复利用对比图。具体实施方式应该指出,以下详细说明都是示例性的,旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明,本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属
的普通技术人员通常理解的相同含义。需要注意的是,这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式,而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的,除非上下文另外明确指出,否则单数形式也意图包括本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种基于氨基改性聚苯乙烯的荧光传感器在检测硝基芳烃类爆炸物中的应用,其特征是,所述基于氨基改性聚苯乙烯的荧光传感器包括表面氨基化的玻璃片和传感层,传感层置于氨基化的玻璃片的表面,所述传感层为氨基改性聚苯乙烯与芘通过混纺而制备的静电纺丝薄膜,所述氨基改性聚苯乙烯的结构式为

【技术特征摘要】
1.一种基于氨基改性聚苯乙烯的荧光传感器在检测硝基芳烃类爆炸物中的应用,其特征是,所述基于氨基改性聚苯乙烯的荧光传感器包括表面氨基化的玻璃片和传感层,传感层置于氨基化的玻璃片的表面,所述传感层为氨基改性聚苯乙烯与芘通过混纺而制备的静电纺丝薄膜,所述氨基改性聚苯乙烯的结构式为其中,m:n=8~12:1,氨基改性聚苯乙烯的重均分子量为(4~5)×104g/mol,相对质量分布指数为1.3~1.4。2.一种检测硝基芳烃类爆炸物的方法,其特征是,采用基于氨基改性聚苯乙烯的荧光传感器置于待测位置,每隔一段时间检测基于氨基改性聚苯乙烯的荧光传感器的荧光强度,获得基于氨基改性聚苯乙烯的荧光传感器的猝灭效率。其中,所述基于氨基改性聚苯乙烯的荧光传感器包括表面氨基化的玻璃片和传感层,传感层置于氨基化的玻璃片的表面,所述传感层为氨基改性聚苯乙烯与芘通过混纺而制备的静电纺丝薄膜,所述氨基改性聚苯乙烯的结构式为其中,m:n=8~12:1,氨基改性聚苯乙烯的重均分子量为(4~5)×104g/mol,相对质量分布指数为1.3~1.4。3.如权利要求1所述的方法,其特征是,所述传感层的厚度为0.5~1.5μm;优选的,所述传感层的厚度为1.0μm。4.如权利要求1所述的方法,其特征是,氨基改性聚苯乙烯与芘的质量比为2~10:1。5.如权利要求1所述的方法,其特征是,基于氨基...

【专利技术属性】
技术研发人员:崔月芝张汉君陶芙蓉李天铎
申请(专利权)人:齐鲁工业大学
类型:发明
国别省市:山东,37

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