一种石墨烯超表面传感器及检测和区分两种防腐剂方法技术

技术编号:40948979 阅读:21 留言:0更新日期:2024-04-18 20:23
一种石墨烯超表面传感器及检测和区分两种防腐剂方法,属于太赫兹超表面技术领域。聚酰亚胺基底层与金属谐振单元层连接,金属谐振单元层的另一侧与石墨烯层连接,石墨烯层的另一侧与苯甲酸钠层/山梨酸钾层连接,各个层之间紧密相连。苯甲酸钠由于其具有苯环结构,苯环中的π电子与石墨烯结构中的π电子产生π‑π堆叠作用,从而放大了传感效果,山梨酸钾的检测限0.23pg/mL,苯甲酸钠的检测限能达到0.12fg/mL。另外,在相同的检测浓度下,该石墨烯超表面传感器检测苯甲酸钠的振幅变化远大于检测山梨酸钾的振幅变化,从而实现了在低浓度下快速检测和区分两种防腐剂。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种石墨烯超表面传感器及检测和区分两种防腐剂方法,属于太赫兹超表面。


技术介绍

1、在食品生产和加工过程中食品防腐剂的添加量急剧增加。苯甲酸钠和山梨酸钾是两种最常用的食品防腐剂。然而,过量使用防腐剂可能会增加患哮喘、肾衰竭、胃病和癌症的几率。山梨酸钾与苯甲酸钠相比,其防腐效果更好,毒性更小,因此已成为苯甲酸钠的最佳替代品。检测苯甲酸钠和山梨酸钾常用的方法有气相色谱法、高效液相色谱法等,操作简单,准确度高。但缺点是需要对被分析物进行复杂的前处理,且无法检测低浓度的分析物。因此,迫切需要一种能快速检测和区分低浓度苯甲酸钠和山梨酸钾的方法。

2、太赫兹(thz)光谱为传感提供了一种无损且无标记的技术,然而,目标分析物的尺寸与太赫兹波长之间的不匹配限制了检测灵敏度。为了提高检测灵敏度,超表面和太赫兹时域光谱技术的结合应用在传感的检测领域受到了广泛关注。研究人员发现,基于太赫兹超表面传感器仍不足以完成低浓度分析物的检测,有必要通过其他方法或材料增强太赫兹波与分析物之间的相互作用。由单层碳原子组成的石墨烯具有超低传输损耗和极高载流子迁移率等近本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种用于检测和区分两种防腐剂的石墨烯超表面传感器,其特征在于,包括依次设置的:太赫兹波、聚酰亚胺基底层、金属谐振单元层、石墨烯层、苯甲酸钠层/山梨酸钾层;聚酰亚胺基底层与金属谐振单元层连接,金属谐振单元层的另一侧与石墨烯层连接,石墨烯层的另一侧与苯甲酸钠层/山梨酸钾层连接,各个层之间紧密相连;

2.根据权利要求1所述的一种用于检测和区分两种防腐剂的石墨烯超表面传感器,其特征在于,聚酰亚胺基底层的厚度为5μm,介电常数为3.5,磁导率为1,损耗正切为0.05;石墨烯层上覆盖着苯甲酸钠层或山梨酸钾层。

3.根据权利要求1所述的一种用于检测和区分两种防腐剂的石墨烯超...

【技术特征摘要】

1.一种用于检测和区分两种防腐剂的石墨烯超表面传感器,其特征在于,包括依次设置的:太赫兹波、聚酰亚胺基底层、金属谐振单元层、石墨烯层、苯甲酸钠层/山梨酸钾层;聚酰亚胺基底层与金属谐振单元层连接,金属谐振单元层的另一侧与石墨烯层连接,石墨烯层的另一侧与苯甲酸钠层/山梨酸钾层连接,各个层之间紧密相连;

2.根据权利要求1所述的一种用于检测和区分两种防腐剂的石墨烯超表面传感器,其特征在于,聚酰亚胺基底层的厚度为5μm,介电常数为3.5,磁导率为1,损耗正切为0.05;石墨烯层上覆盖着苯甲酸钠层或山梨酸钾层。

3.根据权利要求1所述的一种用于检测和区分两种防腐剂的石墨烯超表面传感器,其特征在于,基本铝结构单元的厚度200nm,铝的电导率为3.56×107s/m。

4.根据权利要求1所述的一种用于检测和区分两种防腐剂的石墨烯超表面传感器器,其特征在于,石墨烯层为三层,尺寸为1.0cm×1.0cm,厚度为1nm。

5.根据权利要求1所述的一种用于检测和区分两种防腐剂的石墨烯超表面传感器,其特征在于:

【专利技术属性】
技术研发人员:武桂芳延凤平王伟李挺谭浩宇高娇杨丹丹郭浩王向东
申请(专利权)人:北京交通大学
类型:发明
国别省市:

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