基于WO制造技术

基于WO

【技术实现步骤摘要】
基于WO3/FTO光电材料检测白酒中酒精度的方法
本专利技术涉及白酒，尤其是涉及一种基于WO3/FTO光电材料检测白酒中酒精度的方法。
技术介绍
白酒是我国特有的一种蒸馏酒，主要由淀粉或糖质原料制成酒醅或发酵后经蒸馏而得。白酒的主要成分是乙醇，在酒类研究中，常转化为酒精度来表示。酒精度又叫酒度，是指白酒中乙醇在20℃时的体积百分含量。在白酒生产和销售中，酒精度均是一项重要的质量和技术指标。各类白酒的产品标准都对酒精度有明确的要求，并规定产品测量结果与标签值的误差范围在±1.0o以内。酒精度常见的检测方法有密度瓶法、密度计法、气相色谱法、红外光谱法等。如我国国标在《白酒中酒精度的试验方法》(GB10345.3-1989)中指出，第一法为密度瓶法；第二法为酒精计法；在《蒸馏酒及配制酒卫生标准的分析方法》(GB/T5009.48-2003)中指出，蒸馏酒中乙醇浓度的测定方法为密度计法。这些方法均需对白酒预先蒸馏，除去杂质后，再对酒精水溶液进行测定，检测耗时长、步骤多且精度低。气相色谱法和红外光谱法虽然检测精度高，但需要大型的仪器设备和专业的操作人员，检测成本高，无法满足现场快速检测的要求。近年来，随着生物技术的不断发展，出现了大量基于酶技术的乙醇传感器，如电化学生物传感器和光纤传感器。基于酶催化的专一性和高灵敏性，这些传感器对乙醇检测表现出较高的选择性和较低的检测限。然而，由于酶自身固有的一些缺点，如酶活性随使用时间延长而降低，受温度、pH影响大，以及为了保证修饰上的酶能有较好的活性，需要采取繁琐的制备步骤等，这些都影响了传感器的稳定性和重现性，使得基于酶技术的乙醇传感器在实际应用中受到了很大的限制。基于此，十分有必要寻找更为简便、快速、高精度的酒精度测试新方法。光电化学(PEC)分析以光作为激发信号，以光电流作为检测信号，具有灵敏度高、响应快速、设备简单和易微型化等优点，在生物分析、食品分析和环境分析等领域受到了广泛关注。在光电化学分析中，光电层涉及光子吸收、光子激发、载流子电荷分离、电子迁移等过程，因此光电层材料的选择至关重要。在诸多的光电层材料中，三氧化钨(WO3)由于禁带宽度为2.5～2.8eV，紫外-可见光吸收边带为430～500nm，因此具有良好的可见光响应(C.Santatoetal.,J.Phys.Chem.B,2001,105,936-940)。此外，由于WO3绿色无毒、在酸性溶液中稳定性强、自然界矿产资源丰富、成本低，因此，在光催化和光电化学领域备受关注。目前，已有关于利用WO3构建乙醇气敏传感器的报道，Chen等(ChenDeliangetal.,Nanotechnology,2010,21(3),035501)利用WO3纳米片附着在Al2O3表面，在260～360℃时该传感器对乙醇有良好的响应，线性范围为2～300ppm。Sun等(SunYongjiaoetal.,J.MaterSci.,2017,52,1561-1572)利用MoO3/WO3复合纳米材料对乙醇进行检测，发现MoO3材料可以提高WO3对乙醇的检测灵敏度，在320℃下对乙醇的检测限低至500ppb。Li等(LiXiaolinetal.,Inorg.Chem.2004,43,5442-5449)合成WO3空心球状材料，在温度为250℃时，得到对乙醇较好的响应，该法检测限高于10ppm。这些气敏传感器虽然成本低廉、制造简单，但选择性较差，且气敏元件必须在高温下工作，传感器的稳定性不够理想，这些都限制了气敏传感器在实际体系中的广泛应用。相比于气敏传感器，PEC传感器简便、快速、成本低，且在常温下就可以实现检测，因此有广阔的应用前景。目前，仍未出现关于利用WO3构建乙醇PEC传感器的报道。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种方便、快速、低成本、高灵敏的基于WO3/FTO光电材料检测白酒中酒精度的方法。本专利技术包括以下步骤：1)将FTO玻璃切割，清洗后，吹干；在钨酸钠中加入超纯水溶解，再将HCl加到溶解溶液中，持续搅拌至溶液产生黄色沉淀，再加入草酸铵，搅拌至沉淀溶解，添加超纯水再搅拌，得到澄清溶液；将FTO保持导电面朝下架在反应釜侧壁中，加入澄清溶液水热反应，待温度降至室温后，取出WO3·nH2O/FTO，用超纯水润洗后，干燥，焙烧，得到VAP-WO3/FTO；在步骤1)中，所述FTO玻璃切割可切割成长1.5cm，宽1.0cm；所述清洗可采用丙酮、乙醇和超纯水超声清洗3次，氮气吹干备用；所述在钨酸钠中加入超纯水溶解可称取0.4g钨酸钠于100mL烧杯中，加入30mL超纯水磁力搅拌溶解；所述HCl可采用摩尔浓度为3mol·L-1的10mLHCl；所述草酸铵可加入0.2g草酸铵；所述添加超纯水的添加量可为30mL，所述搅拌的时间可为30min；所述将FTO保持导电面朝下架在反应釜侧壁中可将FTO保持导电面朝下架在30mL反应釜侧壁中，FTO与反应釜侧壁夹角可为45°；所述澄清溶液可加入15mL澄清溶液；所述水热反应可将反应釜置于120℃烘箱中水热反应12h；所述焙浇的条件可于60℃烘箱中干燥2h，再置于马弗炉中450℃焙烧1h。2)将磷酸氢二钠和磷酸二氢钠溶液混合，得磷酸缓冲液，配制乙醇水溶液，用磷酸缓冲液稀释，作为标准溶液使用；在步骤2)中，所述磷酸氢二钠和磷酸二氢钠溶液的摩尔浓度可为0.05mol·L-1；所述磷酸缓冲液的pH可为5；所述乙醇水溶液的质量浓度可为200mg/mL；所述乙醇水溶液可利用pH＝5的磷酸缓冲液稀释得到乙醇浓度梯度为20～200μg/mL。3)构建光电化学测量装置，工作电极为VAP-WO3/FTO，用铂片电极夹固定，参比电极为Ag/AgCl电极，辅助电极为铂丝电极，电解池为透明的石英电解池；4)用光源利用计时电流法，在磷酸缓冲液中设置偏置电压为1.0V，测试乙醇在VAP-WO3/FTO电极上的光电流增强行为；在步骤4)中，所述光源可采用100mW·cm-1氙灯为光源；所述磷酸缓冲液在28℃时，pH＝5的0.05mol·L-1磷酸缓冲液。5)单个电极的可重复性能评价，具体方法如下：单个电极连续测定20次20μg/mL乙醇，电解液为pH＝5的0.05mol·L-1磷酸缓冲液，偏置电压为1.0V，得到电极测试乙醇的可重复性能；不同批次电极的重现性，连续合成10批VAP-WO3/FTO，每批5片VAP-WO3/FTO，从每批中随机选取2片VAP-WO3/FTO，在上述条件下测量光电流值，得到不同批次电极的重现性。6)取市售白酒，用磷酸缓冲液稀释，测试稀释后的样品在VAP-WO3/FTO电极上的光电流；取一种白酒，利用pH＝5的磷酸缓冲液稀释10倍后，加入乙醇，测试加标实验的结果。在步骤6)中，所述市售白酒可取5种；所述用磷酸缓冲液稀释可利用pH＝5的磷酸缓冲液各稀释10倍。本专利技术通过水热法以及后续的马弗炉高温脱水，得到VAP-WO3/FTO，首次利用乙醇对VAP-WO3光生电子空穴的捕获来增强VAP-WO3/FTO的光电流，实现光电化学法检测乙醇含量的目的。本专利技术通过水热法在FTO导电玻璃(掺杂F的SnO2透明导电玻璃)上生长垂直板状的WO3·nH2O阵列，在马弗炉中高温脱水后，得到VAP-WO3/FTO本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于WO3/FTO光电材料检测白酒中酒精度的方法，其特征在于包括以下步骤：1)将FTO玻璃切割，清洗后，吹干；在钨酸钠中加入超纯水溶解，再将HCl加到溶解溶液中，持续搅拌至溶液产生黄色沉淀，再加入草酸铵，搅拌至沉淀溶解，添加超纯水再搅拌，得到澄清溶液；将FTO保持导电面朝下架在反应釜侧壁中，加入澄清溶液水热反应，待温度降至室温后，取出WO3·nH2O/FTO，用超纯水润洗后，干燥，焙烧，得到VAP‑WO3/FTO；2)将磷酸氢二钠和磷酸二氢钠溶液混合，得磷酸缓冲液，配制乙醇水溶液，用磷酸缓冲液稀释，作为标准溶液使用；3)构建光电化学测量装置，工作电极为VAP‑WO3/FTO，用铂片电极夹固定，参比电极为Ag/AgCl电极，辅助电极为铂丝电极，电解池为透明的石英电解池；4)用光源利用计时电流法，在磷酸缓冲液中设置偏置电压为1.0V，测试乙醇在VAP‑WO3/FTO电极上的光电流增强行为；5)单个电极的可重复性能评价；6)取市售白酒，用磷酸缓冲液稀释，测试稀释后的样品在VAP‑WO3/FTO电极上的光电流；取一种白酒，利用pH＝5的磷酸缓冲液稀释10倍后，加入乙醇，测试加标实验的结果。

【技术特征摘要】
1.基于WO3/FTO光电材料检测白酒中酒精度的方法，其特征在于包括以下步骤：1)将FTO玻璃切割，清洗后，吹干；在钨酸钠中加入超纯水溶解，再将HCl加到溶解溶液中，持续搅拌至溶液产生黄色沉淀，再加入草酸铵，搅拌至沉淀溶解，添加超纯水再搅拌，得到澄清溶液；将FTO保持导电面朝下架在反应釜侧壁中，加入澄清溶液水热反应，待温度降至室温后，取出WO3·nH2O/FTO，用超纯水润洗后，干燥，焙烧，得到VAP-WO3/FTO；2)将磷酸氢二钠和磷酸二氢钠溶液混合，得磷酸缓冲液，配制乙醇水溶液，用磷酸缓冲液稀释，作为标准溶液使用；3)构建光电化学测量装置，工作电极为VAP-WO3/FTO，用铂片电极夹固定，参比电极为Ag/AgCl电极，辅助电极为铂丝电极，电解池为透明的石英电解池；4)用光源利用计时电流法，在磷酸缓冲液中设置偏置电压为1.0V，测试乙醇在VAP-WO3/FTO电极上的光电流增强行为；5)单个电极的可重复性能评价；6)取市售白酒，用磷酸缓冲液稀释，测试稀释后的样品在VAP-WO3/FTO电极上的光电流；取一种白酒，利用pH＝5的磷酸缓冲液稀释10倍后，加入乙醇，测试加标实验的结果。2.如权利要求1所述基于WO3/FTO光电材料检测白酒中酒精度的方法，其特征在于在步骤1)中，所述FTO玻璃切割是切割成长1.5cm，宽1.0cm；所述清洗采用丙酮、乙醇和超纯水超声清洗3次，氮气吹干备用。3.如权利要求1所述基于WO3/FTO光电材料检测白酒中酒精度的方法，其特征在于在步骤1)中，所述在钨酸钠中加入超纯水溶解是称取0.4g钨酸钠于100mL容器中，加入30mL超纯水磁力搅拌溶解；所述HCl采用摩尔浓度为3mol·L-1的10mLHCl；所述草酸铵加入0.2g草酸铵；所述添加超纯水的添加量为30mL，所述搅拌的时间为30min。4.如权利要求1所述基于WO3/FTO光电材料检测白酒中酒精度的方法，其特征在于在步骤1...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈晓梅，李百川，王伟杰，
申请(专利权)人：集美大学，
类型：发明
国别省市：福建,35