一种三过氧化三丙酮检测传感器及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种三过氧化三丙酮检测传感器及其制备方法，所述传感器包括：底座、顶盖以及石英晶体微天平用信号处理电路，所述底座和顶盖可匹配成一个带有空心的密闭结构，所述石英晶体微天平用信号处理电路置于空心结构中，其中信号处理电路上留有石英晶体微天平芯片的固定位置以及外接电源接口和频率计接口，所述石英晶体微天平芯片表面旋涂能检测三过氧化三丙酮的敏感材料，所述顶盖留有进出气口以及对应于电源接口和频率计接口的孔。所述传感器可实现1min内对0.5～50ppm三过氧化三丙酮的快速检测，通入氮气清零之后，传感器可以重新对三过氧化三丙酮进行检测，且不影响测试精度，并且该传感器体积小、方便携带。方便携带。方便携带。

【技术实现步骤摘要】
一种三过氧化三丙酮检测传感器及其制备方法


[0001]本专利技术属于传感器领域，具体涉及一种三过氧化三丙酮检测传感器及其制备方法。

技术介绍

[0002]三过氧化三丙酮(Triacetone triperoxide,TATP)是一种由九个原子组成的环状结构的过氧化物，它的稳定性不好，在受到碰撞、摩擦或受热时极容易发生爆炸。爆炸过程中，三过氧化三丙酮分子释放出丙酮，使连在一起的氧原子散开，形成氧气和臭氧，而这个过程释放出的能量足可使另一个分子发生化学反应，维持反应的连续发生，因此它是一种新型过氧化物炸药。
[0003]由于三过氧化三丙酮的制备原料易得、制备过程简单，并且化合物本身不含氮元素，能轻松规避很多现有炸药物探测器的检测，它备受恐怖分子所用。随着世界范围内恐怖袭击给公众带来的极大不安和恐慌，爆炸物检测成为各国高度重视的问题，及时有效地将隐藏的爆炸物检测出来，已成为国际社会的一项紧迫任务。
[0004]目前检测痕量三过氧化三丙酮的技术主要包括固相萃取色谱
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质谱技术、高效液相色谱荧光技术、离子迁移谱以及基于离子
‑
分子反应原理的选择离子流动管质谱技术等。然而，上述检测方法受仪器体积和分析方法复杂等原因，一般只适合于实验室检测，但其不能满足简单、快速、有效的检测需求。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本专利技术的目的是针对现有三过氧化三丙酮不含氮元素，能轻松规避很多现有炸药物探测器，以及现有三过氧化三丙酮检测方法受仪器体积和分析方法复杂等原因，一般只适合于实验室检测的现状，专利技术设计一种三过氧化三丙酮检测传感器，所述传感器可实现快速在线检测三过氧化三丙酮。
[0006]为达到上述目的，本专利技术具体技术方案如下所示：
[0007]1、一种三过氧化三丙酮检测传感器，所述传感器包括：
[0008]底座、顶盖以及石英晶体微天平用信号处理电路，所述底座和顶盖可匹配成一个带有空心的密闭结构，所述石英晶体微天平用信号处理电路置于空心结构中，其中信号处理电路上留有石英晶体微天平芯片的固定位置以及外接电源接口和频率计接口，所述石英晶体微天平芯片表面旋涂能检测三过氧化三丙酮的敏感材料，所述顶盖留有进出气口以及对应于电源接口和频率计接口的孔。
[0009]优选的，所述石英晶体微天平芯片频率为5～300MHz，所述敏感材料为具有大量苯环结构和微孔结构的树枝状聚合物。
[0010]优选的，所述树枝状聚合物为以四(4
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苯基)甲烷为核心，在四(4
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苯基)甲烷的4
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苯基对位上依次由2，3，4，5
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四苯基
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苯基进行多代取代。
[0011]优选的，所述2，3，4，5
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四苯基
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苯基可以为1
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7代取代；多代取代时，取代位位于2，
3，4，5
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四苯基
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苯基的3和/或4位苯基取代基的对位上。
[0012]优选的，所述密闭结构呈方体结构，所述空心呈方体结构。
[0013]优选的，所述密闭结构呈长方体结构，所述空心呈长方体结构。
[0014]2、一种三过氧化三丙酮检测传感器的制备方法，包括如下步骤：
[0015](1)取长方体铝块，将铝块沿宽方向开槽，用于传感器底座，传感器底座四周有4～6个开孔；
[0016](2)将石英晶体微天平用信号处理电路安装在于步骤(1)铝块开槽的中间，其中信号处理电路上留有石英晶体微天平芯片的固定位置以及电源接口和频率计接口；
[0017](3)将能检测三过氧化三丙酮的敏感材料旋涂于石英晶体微天平芯片上并置于步骤(1)所述固定位置上；
[0018](4)用铝块加工成传感器顶盖，顶盖四周有4～6个柱子与底座配合，配合后顶盖正好与底座组合成一个密闭的盒子，同时在顶盖两侧留有直径为2～6mm的进、出气口，在顶盖前方有2个孔对应于电源接口和频率计接口位置；
[0019](5)将步骤(4)的顶盖扣在安装有步骤(2)和步骤(3)的传感器底座上，接通电源和频率计，得到三过氧化三丙酮传感器。
[0020]优选的，步骤(1)所述长方体长6～12cm、宽5～8cm、高3～6cm，所述开槽沿底座宽方向打通，长3～5cm，深度1～2cm。
[0021]优选的，所述敏感材料为具有大量苯环结构和微孔结构的树枝状聚合物。
[0022]优选的，步骤(3)所述敏感材料旋涂于石英晶体微天平芯片上的量为20～200μg。
[0023]本专利技术的有益效果在于：
[0024]与现有技术相比，本专利技术提供了一种三过氧化三丙酮检测传感器，利用具有大量苯环结构和微孔结构的树枝状聚合物作为三过氧化三丙酮的敏感材料，当被检测目标分子被传感器内的敏感材料选择性吸附后，传感器显示的重量、电阻或频率等可直接被测量的物理参数发生变化，从而建立了目标分子的含量与重量、电阻或频率等物理参数的对应关系，实现痕量三过氧化三丙酮的在线快速检测。所述传感器可实现1min内对0.5～50ppm三过氧化三丙酮的快速检测，通入氮气清零之后，传感器可以重新对三过氧化三丙酮进行检测，且不影响测试精度，并且该传感器体积小、方便携带。
[0025]本专利技术的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本专利技术的实践中得到教导。本专利技术的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。
附图说明
[0026]为了使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术作优选的详细描述，其中：
[0027]图1是本专利技术传感器顶盖以下部分的刨面图；
[0028]图2是本专利技术传感器顶盖以下部分俯视图；
[0029]图3是本专利技术传感器顶盖的刨面图；
[0030]图4是本专利技术传感器顶盖的正面图；
[0031]图5是本专利技术传感器顶盖的仰视图；
[0032]图6是本专利技术传感器敏感材料结构示意图；
[0033]图7是检测器响应曲线。
[0034]附图标记：1
‑
底座，2
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信号处理电路，3
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芯片，4
‑
敏感材料，5
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孔，6
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电源接口，7
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频率计接口，8
‑
顶盖柱子，9
‑
气口(91
‑
进气口，92
‑
出气口)，10
‑
顶盖。
具体实施方式
[0035]以下通过特定的具体实例说明本专利技术的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本专利技术的其他优点与功效。本专利技术还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种三过氧化三丙酮检测传感器，其特征在于，所述传感器包括：底座、顶盖以及石英晶体微天平用信号处理电路，所述底座和顶盖可匹配成一个带有空心的密闭结构，所述石英晶体微天平用信号处理电路置于空心结构中，其中信号处理电路上留有石英晶体微天平芯片的固定位置以及外接电源接口和频率计接口，所述石英晶体微天平芯片表面旋涂能检测三过氧化三丙酮的敏感材料，所述顶盖留有进出气口以及对应于电源接口和频率计接口的孔。2.根据权利要求1所述一种三过氧化三丙酮检测传感器，其特征在于，所述石英晶体微天平芯片频率为5～300MHz，所述敏感材料为具有大量苯环结构和微孔结构的树枝状聚合物。3.根据权利要求2所述一种三过氧化三丙酮检测传感器，其特征在于，所述树枝状聚合物为以四(4
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苯基)甲烷为核心，在四(4
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苯基)甲烷的4
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苯基对位上依次由2，3，4，5
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四苯基
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苯基进行多代取代。4.根据权利要求3所述一种三过氧化三丙酮检测传感器，其特征在于，所述2，3，4，5
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四苯基
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苯基可以为1
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7代取代；多代取代时，取代位位于2，3，4，5
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四苯基
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苯基的3和/或4位苯基取代基的对位上。5.根据权利要求1所述一种三过氧化三丙酮检测传感器，其特征在于，所述密闭结构呈方体结构，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：王露，危仁波，李军，曾祥豹，王音心，廖崧琳，王飞，陈超，
申请(专利权)人：中电科技集团重庆声光电有限公司，
类型：发明
国别省市：