時間曲線；
其響應時間40s、恢復時間50s，適合快速檢驗甲醛氣體；
從圖中還可看出靈敏度隨甲醛濃度的增加基本呈線性變化，能實現對甲醛的實時監(jiān)控。圖中橫坐標為時間，單位為秒，縱坐標為靈敏度。
【具體實施方式】
[0020]下面結合實施例和附圖對本發(fā)明作進一步的說明，但不以任何方式對本發(fā)明加以限制，基于本發(fā)明教導所作的任何變換或替換，均屬于本發(fā)明的保護范圍。
[0021]本發(fā)明所述的高選擇性甲醛氣敏材料，包括原料硝酸鑭、硝酸鐵、檸檬酸、分散劑、摻雜金屬離子、模板分子、功能單體和引發(fā)劑，經制備得到，其原料摩爾比為1: 1:(0.05 ?1.5):(0.001 ?0.1): (0.001 ?0.05): (0.1 ?0.4): (0.05 ?0.8):(0.1 ?0.5)0
[0022]所述的高選擇性甲醛氣敏材料包括原料硝酸鑭、硝酸鐵、檸檬酸、分散劑、摻雜金屬離子、模板分子、功能單體和引發(fā)劑，經制備得到，其原料摩爾比為1: 1: (0.05?1.5):(0.001 ?0.1): (0.001 ?0.05): (0.1 ?0.4): (0.05 ?0.8): (0.1 ?0.5)。
[0023]所述的分散劑為三乙基己基磷酸、甲基戊醇、聚丙烯酰胺、古爾膠或聚乙二醇。
[0024]所述的分散劑為聚丙烯酰胺或聚乙二醇。
[0025]所述的摻雜金屬離子為銀離子、鋅離子或鋯離子。
[0026]所述的摻雜金屬離子為選自于硝酸鹽、硫酸鹽、氯化物的銀離子、鋅離子或鋯離子。
[0027]所述的摻雜金屬離子為選自于硝酸鹽的銀離子、鋅離子或鋯離子。
[0028]所述的模板分子為甲醛、乙醛或甲醇。
[0029]所述的功能單體為丙烯酸及其衍生物、亞甲基丁二酸、N-丙烯酰基丙氨酸、丙烯酰胺、甲基丙烯酸或乙烯基吡啶。
[0030]所述的引發(fā)劑為偶氮二異丁腈或偶氮二異庚腈。
[0031]本發(fā)明所述的高選擇性甲醛氣敏材料的制備方法，包括以下步驟:
A、按配方配比稱量硝酸鑭和硝酸鐵，溶于蒸餾水中，加入配方配比的檸檬酸和分散劑混勻得到溶液a ;
B、將溶液a加熱至40~100°C，加入配方配比的摻雜金屬離子，混合均勻后陳化0~72h得到溶液b ;
C、將溶液b置于微波反應裝置中于常壓、溫度40~90°C下反應0.5~10h后置于50~100°C水浴中攪拌l~3h得到凝膠c ；
D、將配方配比的模板分子和功能單體混合后以頻率10~40KHz超聲振蕩30~60min，靜置5~20h得到溶液d ;
E、將凝膠c和溶液d混合均勻，加入配方配比的引發(fā)劑，于40~100°C下聚合反應12~48h得到反應液e，將反應液e于50~250°C下干燥l~2d至含水率為2~7%，研磨，再于600~800°C下燒結2~4h得到目標物。
[0032]B步驟中所述的陳化的時間為12~36h。
[0033]所述的高選擇性甲醛氣敏材料的制備方法，包括以下步驟:
A、按配方配比稱量硝酸鑭和硝酸鐵，溶于蒸餾水中，加入配方配比的檸檬酸和分散劑混勻得到溶液a ;
B、將溶液a加熱至60~80°C，加入配方配比的摻雜金屬離子，混合均勻后陳化12~36h得到溶液b ;
C、將溶液b置于微波反應裝置中于常壓、溫度60~75°C下反應1.5~3h后置于60~90°C水浴中攪拌80~120min得到凝膠c ；
D、將配方配比的模板分子和功能單體混合后以頻率25~40KHz超聲振蕩30~60min，靜置8~10h得到溶液d ;
E、將凝膠c和溶液d混合均勻，加入配方配比的引發(fā)劑，于40~70°C下聚合反應12~15h得到反應液e，將反應液e于100~200 °C下干燥24~36h至含水率為4~5%，研磨，再于600~800°C下燒結2~4h得到目標物。
[0034]本發(fā)明的應用為所述的高選擇性甲醛氣敏材料在制備甲醛氣體傳感器中的應用。
[0035]下面以具體實施例對本發(fā)明做進一步說明:
實施例1
原料成分為硝酸鑭、硝酸鐵、檸檬酸、聚乙二醇、銀離子、甲醛、丙烯酰胺、偶氮二異丁腈與該原料成分相應的摩爾比為1: 1: 0.05: 0.005: 0.01: 0.1: 0.3: 0.1，銀離子原料為硝酸銀，且原料均為分析純。
[0036]稱量硝酸鑭、硝酸鐵，溶于蒸餾水中，加入檸檬酸及聚乙二醇，配成混合溶液。將該溶液在60°C下加熱攪拌，加入銀離子，混合攪拌均勻后在微波反應裝置中反應1小時取出，將溶液置于80°C水浴中攪拌使之成為溶膠，繼續(xù)攪拌至溶膠轉變?yōu)槟z狀態(tài)，待用；將甲醛與丙烯酰胺混合并超聲震蕩60分鐘，將其與偶氮二異丁腈加入至前述的凝膠中，在50°C下聚合反應24小時，將其置于烘箱中在80°C干燥，所得干凝膠研磨，置于爐中在750°C燒結2小時，得到甲醛-丙烯酰胺系列銀摻雜鐵酸鑭基分子印跡聚合物。
[0037]實施例2
原料成分為硝酸鑭、硝酸鐵、檸檬酸、聚乙二醇、銀離子、甲醛、甲基丙烯酸、偶氮二異丁腈與該原料成分相應的摩爾比為1: 1: 0.05: 0.005: 0.01: 0.1: 0.3: 0.1，銀離子原料為硝酸銀，且原料均為分析純。
[0038]稱量硝酸鑭、硝酸鐵，溶于蒸餾水中，加入檸檬酸及聚乙二醇，配成混合溶液。將該溶液在60°C下加熱攪拌，加入銀離子，混合攪拌均勻后在微波反應裝置中反應1小時取出，將溶液置于80°C水浴中攪拌使之成為溶膠，繼續(xù)攪拌至溶膠轉變?yōu)槟z狀態(tài)，待用；將甲醛與甲基丙烯酸混合并超聲震蕩60分鐘，將其與偶氮二異丁腈加入至前述的凝膠中，在50°C下聚合反應24小時，將其置于烘箱中在80°C干燥，所得干凝膠研磨，置于爐中在750°C燒結2小時，得到甲醛-甲基丙烯酸系列銀摻雜鐵酸鑭基分子印跡聚合物。
[0039]實施例3
原料成分為硝酸鑭、硝酸鐵、檸檬酸、聚乙二醇、銀離子、乙醛、丙烯酰胺、偶氮二異丁腈與該原料成分相應的摩爾比為1: 1: 0.05: 0.005: 0.01: 0.1: 0.2: 0.1，銀離子原料為硝酸銀，且原料均為分析純。
[0040]稱量硝酸鑭、硝酸鐵，溶于蒸餾水中，加入檸檬酸及聚乙二醇，配成混合溶液。將該溶液在60°C下加熱攪拌，加入銀離子，混合攪拌均勻后在微波反應裝置中反應1小時取出，將溶液置于80°C水浴中攪拌使之成為溶膠，繼續(xù)攪拌至溶膠轉變?yōu)槟z狀態(tài)，待用；將乙醛與丙烯酰胺混合并超聲震蕩60分鐘，將其與偶氮二異丁腈加入至前述的凝膠中，在50°C下聚合反應24小時，將其置于烘箱中在80°C干燥，所得干凝膠研磨，置于爐中在750°C燒結2小時，得到乙醛-丙烯酰胺系列銀摻雜鐵酸鑭基分子印跡聚合物。
[0041]實施例4
原料成分為硝酸鑭、硝酸鐵、檸檬酸、聚乙二醇、銀離子、乙醛、甲基丙烯酸、偶氮二異丁腈與該原料成分相應的摩爾比為1: 1: 0.05: 0.005: 0.01: 0.1: 0.4: 0.1，銀離子原料為硝酸銀，且原料均為分析純。
[0042]稱量硝酸鑭、硝酸鐵，溶于蒸餾水中，加入檸檬酸及聚乙二醇，配成混合溶液。將該溶液在60°C下加熱攪拌，加入銀離子，混合攪拌均勻后在微波反應裝置中反應1小時取出，將溶液置于80°C水浴中攪拌使之成為溶膠，繼續(xù)攪拌至溶膠轉變?yōu)槟z狀態(tài)，待用；將乙醛和甲基丙烯酸混合并超聲震蕩60分鐘，將其與偶氮二異丁腈加入至前述的凝膠中，在50°C下聚合反應24小時，將其置于烘箱中在80°C干燥，所得干凝膠研磨，置于爐中在750°C燒結2小時，得到乙醛-甲基丙烯酸系列銀摻雜鐵酸鑭基分子印跡聚合物。
【主權項】
1.一種高選擇性甲醛氣敏材料，其特征在于所述的高選擇性甲醛氣敏材料包括原料硝酸鑭、硝酸鐵、檸檬酸、分散劑、摻雜金屬離子、模板分子、功能單體和引發(fā)劑，經制備得到，其原料摩爾比為 1: 1: (0.05 ?1.5): (0.001 ?0.1): (0.001 ?0.05): (0.1 ?0.4): (0.05 ?0.8): (0.1 ?0.5)02.根據權利要求1所述的高選擇性甲醛氣敏材料，其特征在于所述的高選擇性甲醛氣敏材料包括原料硝酸鑭、硝酸鐵、朽1檬酸、分散劑、摻雜金屬離子、模板分子、功能單體和引發(fā)劑，其摩爾比為 1: 1: (0.05 ?1.5): (0.001 ?0.1): (0.001 ?0.05): (0.1 ?0.4): (0.05 ?0.8): (0.1 ?0.5)03.根據權利要求1或2所述的高選擇性甲醛氣敏材料，其特征在于所述的分散劑為三乙基己基磷酸、甲基戊醇、聚丙烯酰胺、古爾膠或聚乙二醇。4.根據權利要求1或2所述的高選擇性甲醛氣敏材料，其特征在于所述的摻雜金屬離子為銀離子、鋅離子或鋯離子。5.根據權利要求1或2所述的高選擇性甲醛氣敏材料，其特征在于所述的模板分子為甲醛、乙醛或甲醇。6.根據權利要求1或2所述的高選擇性甲醛氣敏材料，其特征在于所述的功能單體為丙烯酸及其衍生物、亞甲基丁二酸、N-丙烯?；彼?、丙烯酰胺、甲基丙烯酸或乙烯基吡啶。7.根據權利要求1或2所述的高選擇性甲醛氣敏材料，其特征在于所述的引發(fā)劑為偶氮二異丁腈或偶氮二異庚腈。8.—種權利要求1~7任一所述的高選擇性甲醛氣敏材料的制備方法，其特征在于包括以下步驟: A、按配方配比稱量硝酸鑭和硝酸鐵，溶于蒸餾水中，加入配方配比的檸檬酸和分散劑混勻得到溶液a ; B、將溶液a加熱至40~100°C，加入配方配比的摻雜金屬離子，混合均勻后陳化0~72h得到溶液b ; C、將溶液b置于微波反應裝置中于常壓、溫度40~90°C下反應0.5~10h后置于50~100°C水浴中攪拌l~3h得到凝膠c ； D、將配方配比的模板分子和功能單體混合后以頻率10~40KHz超聲振蕩30~60min，靜置5~20h得到溶液d ; E、將凝膠c和溶液d混合均勻，加入配方配比的引發(fā)劑，于40~100°C下聚合反應12~48h得到反應液e，將反應液e于50~250°C下干燥l~2d至含水率為2~7%，研磨，再于600~800°C下燒結2~4h得到目標物。9.根據權利要求8所述的高選擇性甲醛氣敏材料的制備方法，其特征在于B步驟中所述的陳化的時間為12~36h。10.一種權利要求1~7任一所述的高選擇性甲醛氣敏材料的應用，其特征在于所述的高選擇性甲醛氣敏材料在制備甲醛氣體傳感器中的應用。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種高選擇性氣敏材料及其制備方法與應用，所述的高選擇性甲醛氣敏材料包括原料硝酸鑭、硝酸鐵、檸檬酸、分散劑、摻雜金屬離子、模板分子、功能單體和引發(fā)劑，經制備得到，其原料摩爾比為1﹕1﹕（0.05～1.5）﹕（0.001～0.1）﹕（0.001～0.05）﹕（0.1～0.4）﹕（0.05～0.8）﹕（0.1～0.5）。制備方法有混合溶液、微波反應、超聲震蕩、分子印跡、干燥、研磨和燒結等步驟。應用為所述的高選擇性甲醛氣敏材料在制備甲醛氣體傳感器中的應用。本發(fā)明首先是提供制備鐵酸鑭基分子印跡聚合物的原料和配比，并基于所提供的原料和配比提供一種制備鐵酸鑭基分子印跡聚合物甲醛氣敏材料的方法，獲得靈敏度高、選擇性好、工作溫度低的鐵酸鑭基甲醛氣敏材料。
【IPC分類】C01G49/00, G01N33/00
【公開號】CN105347403
【申請?zhí)枴緾N201510911402
【發(fā)明人】柳清菊, 張裕敏, 張瑾, 朱忠其
【申請人】云南大學
【公開日】2016年2月24日
【申請日】2015年12月11日