一种气敏光学传感器阵列及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种气敏光学传感器阵列及其制备方法和应用，气敏光学传感器阵列包括光电性质的传感材料中所包含的至少一种，所述光电性质的传感材料为Au纳米颗粒、Au

【技术实现步骤摘要】
一种气敏光学传感器阵列及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及大气环境中光化学污染物的便携式超灵敏检测
，具体涉及一种气敏光学传感器阵列及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]世界卫生组织(WHO)把挥发性有机化合物(VOCs)和工业无机污染物规定为一类重要的可引起大气和水体环境污染的物质。各类有机或无机污染物在工业生产和家居生活中普遍存在，而其中一类重要的光化学污染性气体，不仅对人体会产生慢性危害，严重的甚至会造成致癌、致畸、致突变的“三致”效应。以氮氧化物为例，当操作车间内空气中二氧化氮的浓度超过20mg/m3或居室内空气中二氧化氮含量每小时超过0.05mg/m3时，其对人类的致病几率会大大增加。因此，检测室内室外环境中超低浓度的光化学污染物，对环境监控和疾病预防具有重要意义。
[0003]目前检测光化学污染物的主流技术是基于高精度的标准气相色谱法、质谱法、离子迁移谱法、光谱法，以及基于半导体异质结或导电高分子的“电子鼻”方法。由于气相色谱或质谱仪等大型仪器成本昂贵、操作复杂，且不可携带，无法实现复杂测试环境的实时气体监测，其实际应用受到极大限制；传统的光谱学方法(如红外、紫外、拉曼、光离子化等方法)一般只能测定若干类含特定官能团的有机分子，无法做到复杂环境中对多组分气体混合组分的分离、定性和定量分析；20世纪80年代提出的而传统的电子鼻方法，一般采用金属氧化物(SnO2,ZnO,NiO等)或导电高分子聚合物作为传感元素，利用表面吸附或单一的氧化还原反应(检测物与空气中的氧气反应)所产生的电信号识别简单的VOC分子，其具有工作温度较高(普遍>120℃)、检测限低、选择性差、检测设备复杂、易受环境(如温湿度变化)干扰等局限性。
[0004]由于大多数光化学污染物为小分子化合物，化学结构较为单一，容易逸散，难以捕捉与富集，近年来鲜有高效准确的原位定点检测技术专利技术与报道。而依托于实验室大型仪器测试的高精度的标准气相色谱法、质谱法、离子迁移谱法、光谱法，以及基于半导体异质结或导电高分子的“电子鼻”方法，均无法高效快速地解决这一分析化学和环境监测领域的难题。

技术实现思路

[0005]为了解决上述
技术介绍
中所提出的问题，本专利技术的目的在于提供一种气敏光学传感器阵列及其制备方法和应用。
[0006]为了达到上述目的，本专利技术所采用的技术方案为：一方面，本专利技术提供了一种光电性质的传感材料，所述光电性质的传感材料为金纳米材料、配体功能化的金纳米材料；
[0007]所述配体选自HS
‑
(CH2)6CH3、HS
‑
(CH2)9CH3、HS
‑
PEG300
‑
OH、HS
‑
PEG400
‑
OCH3、HS
‑
PEG600
‑
(CH2)2‑
COOH、HS
‑
PEG600
‑
(CH2)2‑
COO
‑
t
‑
Bu、HS
‑
PEG600
‑
(CH2)2‑
OCH3、HS
‑
PEG600
‑
(CH2)2‑
NH2、HS
‑
PEG600
‑
(CH2)2‑
CONHPh、HS
‑
PEG600
‑
(CH2)2‑
CONH(CF2)8CH2CH3、HS
‑
PEG600
‑
(CH2)2‑
CONH(CH2)8CH＝CH(CH2)7CH3中的一种(PEG+数字代表相应分子量的聚乙二醇链)。
[0008]进一步地，所述光电性质的传感材料为Au纳米颗粒、Au
‑
S
‑
(CH2)6CH3、Au
‑
S
‑
(CH2)9CH3、Au
‑
S
‑
PEG300
‑
OH、Au
‑
S
‑
PEG400
‑
OCH3、Au
‑
S
‑
PEG600
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(CH2)2‑
COOH、Au
‑
S
‑
PEG600
‑
(CH2)2‑
COO
‑
t
‑
Bu、Au
‑
S
‑
PEG600
‑
(CH2)2‑
OCH3、Au
‑
S
‑
PEG600
‑
(CH2)2‑
NH2、Au
‑
S
‑
PEG600
‑
(CH2)2‑
CONHPh、Au
‑
S
‑
PEG600
‑
(CH2)2‑
CONH(CF2)8CH2CH3、Au
‑
S
‑
PEG600
‑
(CH2)2‑
CONH(CH2)8CH＝CH(CH2)7CH3。
[0009]另一方面，本专利技术提供了一种上述任一所述的光电性质的传感材料的制备方法，当光电性质的传感材料为金纳米材料时，包括以下步骤：
[0010](1)将抗坏血酸溶于有机溶剂(如二氯甲烷)中得到抗坏血酸溶液；
[0011](2)将氯金酸溶液与步骤(1)中所述抗坏血酸溶液混匀，再将硼氢化钠溶液逐滴加入并不停搅拌，直到溶液颜色逐渐变深至金黄色；将得到的产物蒸除有机溶剂，得到褐色固体，经有机溶剂和水各两次洗涤、干燥后得到金纳米材料；
[0012]优选地，所述抗坏血酸溶液的浓度为0.05
‑
0.2mM；
[0013]优选地，所述氯金酸溶液的浓度为20
‑
25mM；
[0014]优选地，所述硼氢化钠溶液的浓度为0.05
‑
0.2M；
[0015]优选地，所述氯金酸溶液、抗坏血酸溶液、硼氢化钠溶液的体积比为10：5：1；
[0016]当光电性质的传感材料为配体功能化的金纳米材料时，包括以下步骤：
[0017](1)将硫醇配体溶于有机溶剂(如二氯甲烷)中得到配体溶液；
[0018](2)将氯金酸溶液与步骤(1)中所述配体溶液混匀，再将硼氢化钠溶液逐滴加入并不停搅拌，直到溶液颜色逐渐变深至金黄色；将得到的产物蒸除有机溶剂，得到褐色固体，经有机溶剂和水各两次洗涤、干燥后得到配体功能化的金纳米材料；
[0019]优选地，所述配体溶液的浓度为0.05
‑
0.2mM；
[0020]优选地，所述氯金酸溶液的浓度为20
‑
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光电性质的传感材料，其特征在于，所述光电性质的传感材料为金纳米材料、配体功能化的金纳米材料；所述配体选自HS
‑
(CH2)6CH3、HS
‑
(CH2)9CH3、HS
‑
PEG300
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OH、HS
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PEG400
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OCH3、HS
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PEG600
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(CH2)2‑
COOH、HS
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PEG600
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(CH2)2‑
COO
‑
t
‑
Bu、HS
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PEG600
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(CH2)2‑
OCH3、HS
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PEG600
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(CH2)2‑
NH2、HS
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PEG600
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(CH2)2‑
CONHPh、HS
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PEG600
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(CH2)2‑
CONH(CF2)8CH2CH3、HS
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PEG600
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(CH2)2‑
CONH(CH2)8CH＝CH(CH2)7CH3中的一种。2.根据权利要求1所述的光电性质的传感材料，其特征在于，所述光电性质的传感材料为Au纳米颗粒、Au
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S
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(CH2)6CH3、Au
‑
S
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(CH2)9CH3、Au
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S
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PEG300
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OH、Au
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S
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PEG400
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OCH3、Au
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S
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PEG600
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(CH2)2‑
COOH、Au
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S
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PEG600
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(CH2)2‑
COO
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t
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Bu、Au
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S
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PEG600
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(CH2)2‑
OCH3、Au
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S
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PEG600
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(CH2)2‑
NH2、Au
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S
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PEG600
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(CH2)2‑
CONHPh、Au
‑
S
‑...

【专利技术属性】
技术研发人员：李正，卢晓慧，张若晗，
申请(专利权)人：深圳大学，
类型：发明
国别省市：