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薄膜荧光传感器和可控缓释材料
发布时间:2022-04-01       浏览量:     作者:      来源:    分享到:

英亚体育登录应用表面与胶体化学教育部重点实验室房喻院士领衔的光子鼻与分子材料团队长期从事薄膜荧光传感和凝胶化学研究工作,在成功研制已经产业化的爆炸物薄膜荧光传感器、毒品薄膜荧光传感器和相关探测装备的基础上,最近又研制了甲醛、二氧化氯和苯系物薄膜荧光传感器和相应的便携式或概念性探测装备。与此同时,团队立足胶体与界面化学研究优势,研制了一类透气性缓释材料,可以实现对香氛、精油、药物、消毒杀菌剂等挥发性物质的控制释放,具有巨大而又多样化的市场应用前景。

成果一:手持式甲醛检测仪

英亚体育登录化学化工学院光子鼻与分子材料团队基于薄膜荧光传感技术,研制了一种手持式甲醛检测仪,专门用于密闭空间内甲醛浓度的定量检测。该检测仪采用薄膜荧光技术,无放射性,无需预热,操作简便,检测快速。

规格参数:(1)检测对象:密闭空间空气中的甲醛;(2)采样方式:泵吸,采样速度可调;(3)检测区间:0~0.20 mg/m3;(4)检出限≤ 0.01 mg/m3;(5)响应时间≤ 5 s;(6)恢复时间≤ 20 s;(7)工作温度:0~40 ℃;(8)供电方式:可充电锂电池;(9)重量:~400 g;(10)外形尺寸:200 mm×6 mm×40 mm;(11)连续工作时间>8 h。

技术特点:(1)体积小、重量轻、功耗低;(2)传感性能优越(响应速度快、灵敏度高、可逆性好),一键检测;(3)高清彩色液晶显示屏;(4)实时监控测试环境的温湿度;(5)配上位机软件,USB接口连接电脑可实时传输检测数据;(6)声光报警;(7)气体浓度单位可。簆pm,mg/m3。

应用前景:该检测器可用于(1)室内装修,(2)家具环保,(3)造纸、制药、家具、涂料,(4)相关生产企业等环境中甲醛浓度的检测。

图(a)手持式甲醛检测仪设计图;(b)实物图


成果联系人:文瑞娟       联系方式:18734822728@163.com


成果二:二氧化氯(ClO2)薄膜荧光传感器

二氧化氯是一种红黄色有强烈刺激性臭味的气体,在光照或热水环境中易分解,极易溶于水而不与水反应,制备的水溶液具有杀菌、漂白、除臭、消毒、保鲜等功能。传统ClO2的检测方法包括五步碘量法、紫外-可见分光光度法、色谱法等。但这些方法操作复杂、耗时且仪器要求高,不适合原位现场实时检测。为此,英亚体育登录化学化工学院光子鼻与分子材料团队发展了二氧化氯薄膜荧光传感技术,实现了对气相ClO2的直接和对水体ClO2的非接触式定量检测。

规格参数:(1)检测对象:气相和水溶液中ClO2的浓度;(2)检测技术:薄膜荧光传感;(3)采样方式:泵吸采样,流量大小可调;(4)检测区间:水体0~5000 mg/L;(5)检出限<5 mg/L;(6)响应时间≤ 1 s;(7)恢复时间<8 s;(8)工作温度:0~40℃。

技术特点:(1)体积小、功耗低;(2)性能优越(响应速度快、灵敏度高、选择性好);(3)实时显示测量结果;(4)可实现原位在线快速监测。

应用场景:实时在线监测(1)水体ClO2消毒,(2)厨房用具、食品机械设备消毒,(3)医疗器械消毒,(4)水产养殖、畜禽养殖消毒,以及(5)食品保鲜等工业操作过程中ClO2浓度是否足够,是否超标。

图 二氧化氯薄膜荧光传感器


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成果三:苯系物(BTEX)薄膜荧光传感器

苯系物是近年来备受关注的强致癌致畸性物质,主要包括苯、甲苯、乙基苯、二甲苯(包括邻、间、对)(BTEX)等。英亚体育登录化学化工学院光子鼻与分子材料团队发展了一种BTEX薄膜荧光传感器。可以实现对大气中BTEX的超灵敏和区分检测。

规格参数:(1)检测对象:敞开体系或密闭空间空气中的微量苯、甲苯、乙苯、邻二甲苯、间二甲苯和对二甲苯;(2)采样方式:泵吸式采样,流量大小可调;(3)检测区间:苯(0~140 ppm),甲苯(0~50 ppm),乙苯(0~10 ppm),邻二甲苯(0~1 ppm),间二甲苯(0~10 ppm),对二甲苯(0~6 ppm);(4)检出限:苯≤3.25 ppm,甲苯≤2.7 ppm,乙苯≤1.9 ppm,邻二甲苯≤0.2 ppm,间二甲苯≤0.4 ppm,对二甲苯≤0.4 ppm;(5)响应时间≤ 3 s;(6)恢复时间:苯14 s,甲苯30 s,乙苯60 s,邻二甲苯80 s,间二甲苯90 s,对二甲苯120 s;(7)线性误差≤±1%;(8)工作温度:0~40℃。

技术特点:(1)灵敏度高,选择性好,测试过程完全可逆;(2)检测数据可经由USB接口实时导入电脑;(3)利用动态响应信息可以实现对部分BTEX的区分检测;(4)原位在线检测;(5)空气作为载气,环境适应性好。

应用场景:(1)室内空气;(2)生产车间;(3)有关公共场所。

图 一种代表性BTEX薄膜荧光传感器


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成果四:透气不透水性缓释材料

英亚体育登录化学化工学院光子鼻与分子材料团队,立足胶体与界面化学多年研究工作积累,研制了一类微纳通孔材料,用于香氛、精油、药理性物质、保鲜剂以及消毒杀菌剂等活性物质的控制释放,表现出一系列独特的优点。

性能指标:(1)材料密度可在0.10~0.70 g/cm3之间大范围调控;(2)压缩强度1~50 MPa;(3)多级孔结构,微米孔尺寸1~50 μm,孔喉尺寸10 nm~2 μm;(4)耐介质、耐酸碱盐性能突出;(5)材料整体透气不透水;(6)热分解温度>300 ?C;(7)隔热降噪,导热系数<0.093 W/(m·K);(8)加工性能优异;(9)生产工艺兼容性好,易于引入其它组分,得到复合材料。

技术特点:基于该透气不透水材料制作的缓释产品,至少具有以下几个特点:(1)产品外观及设计多样;(2)内部活性物质发挥作用效果稳定、时间长、利用率高;(3)安全性高,可避免环境光、热等因素干扰。

实践意义:在实践中,透气不透水材料极其稀少,将其用于高附加值高性能功能物质缓释时,可以解决市售不同缓释产品的诸多问题。与此同时,还可大幅度拓展产品创新空间,丰富产品类型,提高产品性价比。

图1 概念性缓释和雕刻产品

图2 概念性染色/荧光样件

图3 二氧化氯控制释放示例

图4 小苍兰香氛控制释放示例


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