【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及传感器制备，尤其涉及一种h2o2气体薄膜传感材料的制备方法及其抗菌性能研究。
技术介绍
1、在最近几年内，基于纳米纤维的材料已被广泛应用与各种电气、光学和光电传感器系统，用于化学试剂的蒸汽检测，结果表明，这些传感器系统是最灵敏、方便快速的方法之一。因为它们具有比表面积大和界面可调性等优点，可实现强-高选择性的表面结合。与传统的固体膜相比，纳米纤维在收集到基底上时，通过纤维的交叉重叠形成材料层，这种通过静电纺丝得到的膜材料具有连续的三维孔隙率，允许气体分子在整个材料层中自由扩散，实现了气体的快速收集和积累，从而达到相应气体分析物的蒸汽检测目的。目前已经报道了许多基于纳米纤维的荧光材料在几秒内就能对待检测蒸汽做出快速传感响应，但是对过氧化氢蒸汽的监测却为之较少。
2、过氧化氢是一种具有强氧化作用的无色液体，通常被用作漂白剂和消毒剂来生产使用。职业安全与健康管理局(osha)规定,人体对过氧化氢蒸气最高允许暴露的时间加权平均值为1ppm，即1.4mg/m3。人体一旦吸入过量的过氧化氢蒸汽，或者不慎与眼睛接触，蒸汽会引起体内的氧化应激反应，导致肺炎、哮喘、动脉粥硬化和糖尿病等一系列疾病的发生，因此工业生产环境中的过氧化氢蒸汽的检测就必不可少。目前有许多方法被用来检测过氧化氢蒸汽的存在，比如比色传感器、荧光传感器、基于半导体的传感器、光电传感器和电化学传感器等，但这些方法多多少少都会存在一些不足，而且不如基于纳米纤维的传感器灵敏、快速。并且对于添加了荧光物质的传感器来说，传统的有机荧光团在固态中具有聚集引起的猝灭
技术实现思路
1、本专利技术的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种h2o2气体薄膜传感材料的制备方法及其抗菌性能研究。
2、为了实现上述目的，本专利技术采用了如下技术方案：
3、一种h2o2气体薄膜传感材料的制备方法，包括电纺柔性薄膜，所述电纺柔性薄膜包括孟加拉红(rb)修饰的rpeg和特异性识别荧光纳米颗粒，所述特异性荧光纳米颗粒即为具有aie性质的三维树枝状介孔二氧化硅纳米颗粒，且具有aie性质的三维树枝状介孔二氧化硅纳米颗粒是通过对三维树枝状纳米颗粒进行表面修饰得到，所述电纺柔性薄膜是由高分子聚合物聚乳酸通过静电纺丝方法制备得到；包括以下具体步骤：
4、s1：制备特异性荧光纳米颗粒tbmn：
5、(1)将十六烷基三甲基氯化铵水溶液和三乙醇胺溶于水中，60℃下搅拌1h后加入正硅酸四乙酯和环己烷的混合液,继续搅拌12h后将产物用乙醇洗涤几次以去除反应物残留；
6、(2)然后放在500℃马弗炉中煅烧5h除去模板剂，得到三维树枝状纳米颗粒，然后对其进行氨基化修饰，得到氨基化颗粒nh2-mn；
7、(3)将特异性识别化合物tb通过后嫁接的方式嫁接到nh2-mn上，得到特异性荧光纳米颗粒tbmn；
8、s2：制备孟加拉玫瑰红修饰的rpeg：使用4-(4,6-二甲氧基三嗪-2-基)-4-甲基吗啉盐酸盐dmtmm将孟加拉玫瑰红rb进行活化，然后与氨基聚乙二醇进行反应，旋蒸之后得到红色固体产物rpeg；
9、s3：h2o2气体薄膜传感材料制备：将电纺纤维薄膜原料加入有机溶剂中搅拌溶解形成纺丝溶液，后加入s1-s2中制备的tbmn和rpeg，基于静电纺丝法，超声处理得前驱体溶液再进行静电纺丝即得。
10、作为本专利技术的进一步技术方案，所述s1中，正硅酸四乙酯和环己烷的混合液比例为teos:cyh＝1:4。
11、作为本专利技术的进一步技术方案，所述s1中对三维树枝状纳米颗粒进行氨基化修饰的具体方法为：三维树枝状纳米颗粒mn与3-氨丙基三乙氧基硅烷加入到无水甲苯中，在80℃的氮气保护下搅拌反应12h，离心收集产物并用乙醇洗涤几次，最后真空干燥24小时得到产物nh2-mn。
12、作为本专利技术的进一步技术方案，所述s1中，将特异性识别化合物tb嫁接到nh2-mn上的具体方法为：nh2-mn和tb溶解在乙醇中搅拌4小时，反应结束后用旋转蒸发仪将溶液蒸干，然后用乙醇洗涤几次并离心收集产物，最后干燥得到特异性荧光纳米颗粒tbmn。
13、作为本专利技术的进一步技术方案，所述s2中，对rb进行活化的具体方法为：先用dmtmm活化rb上的羧基以形成活性酯中间体，然后再与氨基聚乙二醇反应得到产物rpeg。
14、作为本专利技术的进一步技术方案，所述s3中，电纺纤维薄膜原料为聚乳酸pla，纺丝溶液相应的溶剂配比为氟代烷烃cf:二甲基甲酰胺dmf＝9：1。
15、作为本专利技术的进一步技术方案，所述s3中，超声处理的时间为0.1-1h，静电纺丝的条件为：高压电源12-15千伏，优选为14千伏，纺丝速率为1ml/h。
16、作为本专利技术的进一步技术方案，所述s3中，静电纺丝法的具体方法为：先对溶液进行超声处理得到前驱体溶液，然后将前驱体溶液倒入直径为0.7mm、容量为10ml的注射器中并将注射器固定在注射泵上，注射器针头接上高压并且距离接收板15cm，湿度保持在60％左右，纺丝得到最终的h2o2气体薄膜传感材料。
17、一种h2o2气体薄膜传感材料的抗菌性能研究，包括以下步骤：
18、s1：将h2o2气体薄膜传感材料固定在医用外科口罩上，然后将其暴露在1ppm的过氧化氢蒸汽中；
19、s2：研究h2o2气体薄膜传感材料对病原性气溶胶的拦截和消毒效果，看到从膜的上表面收集到了大量的细菌，而膜下方的医用口罩上面没有细菌出现，说明h2o2气体薄膜传感材料对细菌气溶胶具有很好的拦截功能；
20、s3：研究h2o2气体薄膜传感材料在光照下对致病性气溶胶的抗菌效果，看到在光照下培养的细菌数量要远远少于黑暗中培养的细菌数量，说明h2o2气体薄膜传感材料在光照下对致病性气凝胶具有很好的杀菌效果。
21、本专利技术的有益效果为：采用比率传感，用来实现对环境中过氧化氢蒸汽的监测和呼吸系统的保护；利用静电纺丝法将tbmn和rpeg嵌入到柔性的纤维材料中，既保持了tbmn纳米颗粒对过氧化氢蒸汽的荧光传感性能，又能实现对致病性气溶胶优异的拦截和灭杀效果，同时还结合了纺丝材料轻薄、柔软的特点，具有良好的实际应用价值。
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1.一种H2O2气体薄膜传感材料的制备方法，包括电纺柔性薄膜，其特征在于，所述电纺柔性薄膜包括孟加拉红(RB)修饰的RPEG和特异性识别荧光纳米颗粒，所述特异性荧光纳米颗粒即为具有AIE性质的三维树枝状介孔二氧化硅纳米颗粒，且具有AIE性质的三维树枝状介孔二氧化硅纳米颗粒是通过对三维树枝状纳米颗粒进行表面修饰得到，所述电纺柔性薄膜是由高分子聚合物聚乳酸通过静电纺丝方法制备得到；包括以下具体步骤：
2.根据权利要求1所述的一种H2O2气体薄膜传感材料的制备方法，其特征在于，所述S1中，正硅酸四乙酯和环己烷的混合液比例为TEOS:CYH＝1:4。
3.根据权利要求2所述的一种H2O2气体薄膜传感材料的制备方法，其特征在于，所述S1中对三维树枝状纳米颗粒进行氨基化修饰的具体方法为：三维树枝状纳米颗粒MN与3-氨丙基三乙氧基硅烷加入到无水甲苯中，在80℃的氮气保护下搅拌反应12h，离心收集产物并用乙醇洗涤几次，最后真空干燥24小时得到产物NH2-MN。
4.根据权利要求3所述的一种H2O2气体薄膜传感材料的制备方法，其特征在于，所述S1中，将特异性识别
5.根据权利要求1所述的一种H2O2气体薄膜传感材料的制备方法，其特征在于，所述S2中，对RB进行活化的具体方法为：先用DMTMM活化RB上的羧基以形成活性酯中间体，然后再与氨基聚乙二醇反应得到产物RPEG。
6.根据权利要求1所述的一种H2O2气体薄膜传感材料的制备方法，其特征在于，所述S3中，电纺纤维薄膜原料为聚乳酸PLA，纺丝溶液相应的溶剂配比为氟代烷烃CF:二甲基甲酰胺DMF＝9：1。
7.根据权利要求6所述的一种H2O2气体薄膜传感材料的制备方法，其特征在于，所述S3中，超声处理的时间为0.1-1h，静电纺丝的条件为：高压电源12-15千伏，优选为14千伏，纺丝速率为1mL/h。
8.根据权利要求7所述的一种H2O2气体薄膜传感材料的制备方法，其特征在于，所述S3中，静电纺丝法的具体方法为：先对溶液进行超声处理得到前驱体溶液，然后将前驱体溶液倒入直径为0.7mm、容量为10mL的注射器中并将注射器固定在注射泵上，注射器针头接上高压并且距离接收板15cm，湿度保持在60％左右，纺丝得到最终的H2O2气体薄膜传感材料。
9.一种H2O2气体薄膜传感材料的抗菌性能研究，其特征在于，包括以下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种h2o2气体薄膜传感材料的制备方法，包括电纺柔性薄膜，其特征在于，所述电纺柔性薄膜包括孟加拉红(rb)修饰的rpeg和特异性识别荧光纳米颗粒，所述特异性荧光纳米颗粒即为具有aie性质的三维树枝状介孔二氧化硅纳米颗粒，且具有aie性质的三维树枝状介孔二氧化硅纳米颗粒是通过对三维树枝状纳米颗粒进行表面修饰得到，所述电纺柔性薄膜是由高分子聚合物聚乳酸通过静电纺丝方法制备得到；包括以下具体步骤：
2.根据权利要求1所述的一种h2o2气体薄膜传感材料的制备方法，其特征在于，所述s1中，正硅酸四乙酯和环己烷的混合液比例为teos:cyh＝1:4。
3.根据权利要求2所述的一种h2o2气体薄膜传感材料的制备方法，其特征在于，所述s1中对三维树枝状纳米颗粒进行氨基化修饰的具体方法为：三维树枝状纳米颗粒mn与3-氨丙基三乙氧基硅烷加入到无水甲苯中，在80℃的氮气保护下搅拌反应12h，离心收集产物并用乙醇洗涤几次，最后真空干燥24小时得到产物nh2-mn。
4.根据权利要求3所述的一种h2o2气体薄膜传感材料的制备方法，其特征在于，所述s1中，将特异性识别化合物tb嫁接到nh2-mn上的具体方法为：nh2-mn和tb溶解在乙醇中搅拌4小时，反应结束后用旋转蒸发仪将溶液蒸干，然后用乙醇洗涤几次...
【专利技术属性】
技术研发人员：高萌，安晓帆，刘雨虹，徐利洁，姜晓萍，李东玮，
申请(专利权)人：齐鲁工业大学山东省科学院，
类型：发明
国别省市：
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