比為3: 7混 合，配制成洗液；用蒸餾水、乙醇洗滌硅片，吹干后浸沒于洗液中，加熱洗液至80°C，活化5小 時(shí)，自然冷卻至室溫，依次用超純水、無水乙醇和丙酮洗滌硅片，洗掉表面殘留的洗液，用高 純氮?dú)獯蹈?，制成活化硅片。真空條件下，在活化硅片表面依次蒸鍍l〇nm鎘層和45nm金層， 得到金基底;將50yL 5mmo 1/L巰基^^一烷酸的乙醇溶液均勻地涂于PDMS模板有圖案的表面 上，放置3~4分鐘后，待乙醇自然揮發(fā)完后，用高純氮?dú)饩徛卮蹈?，將此表面覆于金基?表面，輕輕按壓1~2分鐘，在金基底上印刷親水性巰基^^一烷酸單分子層，然后將PDMS模板 從金基底上小心地揭下，用無水乙醇沖洗2~3次，然后用高純氮?dú)饩徛卮蹈?；?0yL 5mmol/L十六硫醇的乙醇溶液均勾地涂于印刷親水性疏基^ 燒酸單分子層的金基底上， 放置3~4分鐘后，待乙醇自然揮發(fā)完后，用無水乙醇沖洗3次，然后用高純氮?dú)饩徛卮蹈桑?制成具有親疏水微區(qū)的金基底。
[0030] 3、制備含有兩親性氟硼二吡咯衍生物的離子液體微陣列單分子層熒光傳感薄膜
[0031] 將兩親性氟硼二吡咯衍生物溶于1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸鹽中，配制成80μ mol/L的兩親性氟硼二吡咯衍生物儲(chǔ)備液;將兩親性氟硼二吡咯衍生物儲(chǔ)備液與具有親疏 水微區(qū)的金基底相接觸，在親水性巰基十一烷酸單分子層區(qū)域形成液滴直徑為50μπι的有序 圖案，制備成含有兩親性氟硼二吡咯衍生物的離子液體微陣列單分子層熒光傳感薄膜(見 圖1和圖2)。
[0032] 實(shí)施例2
[0033] 實(shí)施例1制備的含有兩親性氟硼二吡咯衍生物的離子液體微陣列單分子層熒光傳 感薄膜在甲醛氣體檢測(cè)中的用途，其使用方法如下：
[0034] 將含有兩親性氟硼二吡咯衍生物的離子液體微陣列單分子層熒光傳感薄膜置于 不含甲醛的空氣中，采用熒光光譜儀測(cè)定傳感薄膜熒光發(fā)射強(qiáng)度1〇,然后將含有兩親性氟 硼二吡咯衍生物的離子液體微陣列單分子層熒光傳感薄膜置于不同濃度甲醛蒸汽中，采用 熒光光譜儀測(cè)定波長(zhǎng)為570nm下不同濃度甲醛體系對(duì)應(yīng)的熒光發(fā)射強(qiáng)度I，繪制Ι/Ιο值隨甲 醛濃度變化的標(biāo)準(zhǔn)曲線；按照上述方法用熒光光譜儀測(cè)量待測(cè)空氣的熒光強(qiáng)度，結(jié)合標(biāo)準(zhǔn) 曲線的線性方程即可實(shí)現(xiàn)對(duì)待測(cè)空氣中甲醛氣體的定性和定量檢測(cè)。
[0035] 為了驗(yàn)證本發(fā)明的有益效果，發(fā)明人采用本發(fā)明實(shí)施例1制備的含有兩親性氟硼 二吡咯衍生物的離子液體微陣列單分子層熒光傳感薄膜進(jìn)行了大量的實(shí)驗(yàn)室研究試驗(yàn)，各 種試驗(yàn)情況如下：
[0036] 實(shí)驗(yàn)儀器:FLS920型單光子計(jì)數(shù)時(shí)間分辨熒光光譜儀，由英國(guó)Edinburgh儀器公司 生產(chǎn)。
[0037] 1、含有兩親性氟硼二吡咯衍生物的離子液體微陣列單分子層熒光傳感薄膜對(duì)甲 醛氣體的傳感，方法如下：
[0038]采用FLS920型單光子計(jì)數(shù)時(shí)間分辨熒光光譜儀測(cè)定實(shí)施例1制備的含有兩親性氟 硼二吡咯衍生物的離子液體微陣列單分子層熒光傳感薄膜對(duì)甲醛氣體的響應(yīng)，測(cè)試方法與 實(shí)施例2相同。由圖3可見，含有兩親性氟硼二吡咯衍生物的離子液體微陣列單分子層熒光 傳感薄膜在甲醛飽和蒸汽壓下，熒光強(qiáng)度有大幅度的敏化，說明此熒光傳感薄膜對(duì)甲醛蒸 汽有很高的響應(yīng)性。
[0039] 2、含有兩親性氟硼二吡咯衍生物的離子液體微陣列單分子層熒光傳感薄膜對(duì)甲 醛氣體的響應(yīng)速度試驗(yàn)
[0040] 采用FLS920型單光子計(jì)數(shù)時(shí)間分辨熒光光譜儀測(cè)定實(shí)施例1制備的含有兩親性氟 硼二吡咯衍生物的離子液體微陣列單分子層熒光傳感薄膜對(duì)甲醛蒸汽的檢測(cè)速度，測(cè)試方 法與實(shí)施例2相同。所選用甲醛蒸汽的測(cè)定濃度為飽和蒸汽壓。由圖4可見，含有兩親性氟硼 二吡咯衍生物的離子液體微陣列單分子層熒光傳感薄膜對(duì)甲醛氣體具有很快的響應(yīng)速度， 達(dá)到秒級(jí)。
[0041] 3、含有兩親性氟硼二吡咯衍生物的離子液體微陣列單分子層熒光傳感薄膜的選 擇性試驗(yàn)
[0042]采用FLS920型單光子計(jì)數(shù)時(shí)間分辨熒光光譜儀測(cè)定實(shí)施例1制備的含有兩親性氟 硼二吡咯衍生物的離子液體微陣列單分子層熒光傳感薄膜在甲醛、水、乙酸乙酯、四氫呋 喃、乙醇、甲醇、苯、甲苯、二甲苯、正己烷、二氯甲烷、三氯甲烷、丙酮的蒸汽中放置30分鐘后 的熒光發(fā)射強(qiáng)度，測(cè)試方法與實(shí)施例2相同。測(cè)試結(jié)果如圖5。由圖5可見，含有兩親性氟硼二 吡咯衍生物的離子液體微陣列單分子層熒光傳感薄膜對(duì)甲醛具有選擇性識(shí)別。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種離子液體微陣列單分子層熒光傳感薄膜的制備方法，其特征在于該方法由以下 步驟組成： (1) 制備具有平面結(jié)構(gòu)的聚二甲基硅氧烷模板 將液態(tài)的聚二甲基硅氧烷預(yù)聚體與對(duì)應(yīng)的固化劑按質(zhì)量比12:1~8:1混合均勻，25~ 40°C真空脫氣30~50分鐘后，灌進(jìn)用有序圖案化的光刻膠板和平整玻璃組合成的模具中， 60~80°C固化8~10小時(shí)，自然冷卻至室溫，將固化好的TOMS膜層從模具上小心地揭下，切 掉四邊無圖案的區(qū)域，得到帶有微觀有序表面結(jié)構(gòu)的PDMS模板； (2) 制備具有親疏水微區(qū)的金基底 真空條件下，在基質(zhì)表面依次蒸鍍5~IOnm錦層和30~60nm金層，得到金基底；將3~ 6mmol/L巰基^^一烷酸的乙醇溶液均勻地涂于PDMS模板有圖案的表面上，待乙醇自然揮發(fā) 完后，將此表面覆于金基底表面，輕輕按壓1~2分鐘，在金基底上印刷親水性巰基^^一烷酸 單分子層，然后將PDMS模板從金基底上小心地揭下，用無水乙醇沖洗、氮?dú)獯蹈?；?~ 6mmol/L十六硫醇的乙醇溶液均勾地涂于印刷親水性疏基^ 燒酸單分子層的金基底上， 待乙醇自然揮發(fā)完后，用無水乙醇沖洗、氮?dú)獯蹈?，制成具有親疏水微區(qū)的金基底； (3) 制備含有兩親性氟硼二吡咯衍生物的離子液體微陣列單分子層熒光傳感薄膜 將兩親性氟硼二吡咯衍生物溶于1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸鹽中，配制成60~100μ mol/L的兩親性氟硼二吡咯衍生物儲(chǔ)備液;將兩親性氟硼二吡咯衍生物儲(chǔ)備液與具有親疏 水微區(qū)的金基底相接觸，在親水性巰基十一烷酸單分子層區(qū)域形成液滴直徑為25~100μπι 的有序圖案，制備成含有兩親性氟硼二吡咯衍生物的離子液體微陣列單分子層熒光傳感薄 膜； 上述兩親性氟硼二吡咯衍生物的結(jié)構(gòu)式如下：2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的離子液體微陣列單分子層熒光傳感薄膜的制備方法，其特征 在于:在步驟(3)中，將兩親性氟硼二吡咯衍生物溶于1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸鹽中，配 制成80ymol/L的兩親性氟硼二吡咯衍生物儲(chǔ)備液;將兩親性氟硼二吡咯衍生物儲(chǔ)備液與具 有親疏水微區(qū)的金基底相接觸，在親水性巰基十一烷酸單分子層區(qū)域形成液滴直徑為50μπι 的有序圖案，制備成含有兩親性氟硼二吡咯衍生物的離子液體微陣列單分子層熒光傳感薄 膜。3. 權(quán)利要求1或2所述制備方法制備的含有兩親性氟硼二吡咯衍生物的離子液體微陣 列單分子層熒光傳感薄膜。4. 權(quán)利要求3所述的含有兩親性氟硼二吡咯衍生物的離子液體微陣列單分子層熒光傳 感薄膜在檢測(cè)甲醛氣體中的用途。5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的含有兩親性氟硼二吡咯衍生物的離子液體微陣列單分子層熒 光傳感薄膜在檢測(cè)甲醛氣體中的用途，其特征在于:將含有兩親性氟硼二吡咯衍生物的離 子液體微陣列單分子層熒光傳感薄膜置于不含甲醛的空氣中，采用熒光光譜儀測(cè)定傳感薄 膜熒光發(fā)射強(qiáng)度1〇,然后將含有兩親性氟硼二吡咯衍生物的離子液體微陣列單分子層熒光 傳感薄膜置于不同濃度甲醛蒸汽中，采用熒光光譜儀測(cè)定波長(zhǎng)為570nm下不同濃度甲醛體 系對(duì)應(yīng)的熒光發(fā)射強(qiáng)度I，繪制I/Io值隨甲醛濃度變化的標(biāo)準(zhǔn)曲線;按照上述方法用熒光光 譜儀測(cè)量待測(cè)空氣的熒光強(qiáng)度，結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)曲線的線性方程即可實(shí)現(xiàn)對(duì)待測(cè)空氣中甲醛氣體 的定性和定量檢測(cè)。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種離子液體微陣列單分子層熒光傳感薄膜及其制備方法和應(yīng)用，該熒光傳感薄膜是利用氟硼二吡咯主體分子為疏水頭基、醚氧鏈為親水尾巴的兩親性氟硼二吡咯衍生物在親水性離子液體1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸鹽中自組裝成的單分子層熒光傳感薄膜通過微接觸轉(zhuǎn)印技術(shù)移植到金基底上制備而成。本發(fā)明操作簡(jiǎn)便、反應(yīng)條件溫和，所制備的熒光傳感薄膜穩(wěn)定性好、使用壽命長(zhǎng)、檢測(cè)甲醛氣體的靈敏度高，可在檢測(cè)甲醛氣體的傳感器中應(yīng)用，也可將這類熒光傳感膜安裝在利用熒光原理檢測(cè)甲醛氣體的檢測(cè)儀器上使用，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)熒光傳感薄膜對(duì)甲醛氣體的響應(yīng)。
【IPC分類】G01N21/64, C09K11/06, C07F5/02
【公開號(hào)】CN105524611
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510864281
【發(fā)明人】劉靜, 雷海瑞, 嚴(yán)軍林, 薛佳男, 楊穎超
【申請(qǐng)人】陜西師范大學(xué)
【公開日】2016年4月27日
【申請(qǐng)日】2015年11月30日