一种有机物定性及定量检测传感器

本发明属于有机物检测，具体涉及一种有机物定性及定量检测传感器。

背景技术：

1、二恶英、多氯联苯、农药等环境持久性有机物会引起生殖障碍和干扰内分泌系统，苯、甲苯、二甲苯、甲醛等挥发性气体甚至会致癌。因此开发高度灵敏、高辨别性和稳定的有机物鉴别传感器，在生活用水和室内空气污染监测及重大疾病早期诊断等领域都具有极大的市场应用价值。

2、传统开发一种新的有机物检测装置一般要经过较长的时间周期，需要花费大量的时间和资源。因此，如何在改善现有有机传感器性能的同时，进一步缩短传感器的制备时间、降低成本，对新型有机物检测装置的开发具有重要意义。同时传统的有机物检测装置只能检测液体样品或者只能检测气体样品，因此开发出既能检测液体样品又能检测气体样品的有机物检测装置是很有创新型和实用意义的。

3、有机硅、有机树脂和聚氨酯等有机物和碳纳米管和炭黑等导电颗粒都是常见的比较便宜的物质，同时碳纳米管和炭黑更是因为导电性极好而被广泛应用于多种电化学传感器领域中。

4、基于此，用有机聚合物(有机硅，有机树脂和聚氨酯等)导电纳米颗粒(炭黑，碳纳米管，银纳米线等)混合制备了一种有机物定性及定量检测传感器，此检测传感器导电性能好，轻微的溶胀形变，即可使其电阻率产生较为明显的变化，因此其既可以检测液体样品，也可以检测气体样品。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种有机物定性及定量检测传感器，能同时检测液体有机物和气体有机物，可以在生活用水和室内空气污染监测等领域给人们提供很大的帮助。

2、本发明为了实现上述目的，采用以下技术方案：

3、本发明提供的检测传感器不仅可以检测液态有机样品中的有机物种类和含量，还可检测空气中有机物的种类和浓度。

4、一种有机物定性及定量检测传感器，包括支撑层(2)和导电颗粒(3)，且由支撑层(2)和导电颗粒(3)混合并固化制成。

5、进一步的，支撑层(2)为实心结构，材质为有机聚合物。

6、进一步的，导电颗粒(3)均匀分布在支撑层(2)的内部和表面，为检测传感器传感器提供导电性能。

7、进一步的，有机聚合物包括有机硅、有机树脂以及聚氨酯。此类聚合物，价格便宜，容易获得。

8、进一步的，导电纳米颗粒包括碳纳米管、银纳米线、导电炭黑及一些金属粉末中的一种或多种材质混合。且所述的导电颗粒3大小为纳米级别。

9、进一步的，该传感器导电性好，灵敏系数高，轻微的形变(弯曲和溶胀等)即可使其电阻率产生明显的变化。支撑层(2)中的有机聚合物能够与液体或气体样品中的有机物相似相溶，当气态和液态的有机物与支撑层(2)中的有机聚合物接触后，会使得有机聚合物发生不同程度的弯曲和溶胀，从而使得传感器的电阻率产生明显的变化，通过电阻率的变化对每种液体或气体样品进行检测。

10、进一步的，检测传感器能检测并鉴别多种液体有机物。每种液体有机物与本发明检测传感器接触并使传感器发生溶胀程度不同，因此使得传感器的电阻的变化也不同，这使其能够检测出含量很小的气体有机样品的种类。即每种液体样品对于本检测传感器而言都有独特的唯一的灵敏系数(电阻率变化/响应时间)。基于此，本发明检测传感器可以对多种液体有机物进行定量和定性分析。

11、本发明检测传感器检测方法简单，响应时间快。检测检测液体样品时只需将少量(～5μl)样品滴加在传感器表面即可，检测气体样品时需将传感置于其氛围中，测试时间可根据实际测量需要进行调整(一般2s内即可)，采用多通道数字源表收集传感器电信号变化数据并计算出响应时间和灵敏系数，以此判断出液体有机物和气体有机物的种类和含量。

12、本发明有益效果实现如下：

13、本发明提供一种有机物定性及定量检测传感器，在相同的质量下，每一种有机物样品都有其特定的唯一的灵敏系数(电阻率变化/时间)，并且本发明检测传感器导电性很好，轻微的形变(拉伸、溶胀等)即可使其电阻产生明显的变化，这使得本发明检测传感器能够同时检测液体有机物和气体有机物进行定性和定量分析。同时本发明检测传感器检测方法简单，响应时间快。检测有机样品时，首先将检测传感器连接到电化学工作站，检测液体样品时需将少量(～5μl)样品滴加在传感器表面，检测气体样品时需将传感置于其氛围中，测试时间可根据实际测量需要进行调整(一般2s内即可)，收集数据计算出响应时间和灵敏系数，以此判断出液体有机物和气体有机物的种类和含量。本发明检测传感器的能够同时灵敏地快速地检测液体有机物和气体有机物的性能可以在生活用水和室内空气污染监测等领域给人们提供很大的帮助。

技术特征：

1.一种有机物定性及定量检测传感器，其特征在于能同时检测液体有机物和气体有机物的种类；该传感器包括支撑层(2)和导电颗粒(3)，且由支撑层(2)和导电颗粒(3)混合并固化制成。

2.根据权利要求1所述的一种有机物定性及定量检测传感器，其特征在于该传感器导电性好，灵敏系数高，支撑层(2)中的有机聚合物能够与液体或气体样品中的有机物相似相溶，当气态和液态的有机物与支撑层(2)中的有机聚合物接触后，会使得有机聚合物发生不同程度的弯曲和溶胀，从而使得传感器的电阻率产生明显的变化，通过电阻率的变化对每种液体或气体样品进行检测。

3.根据权利要求1或2所述的一种有机物定性及定量检测传感器，其特征在于支撑层(2)为实心结构，材质为有机聚合物。

4.根据权利要求1或2所述的一种有机物定性及定量检测传感器，其特征在于导电颗粒(3)均匀分布在支撑层(2)的内部和表面，为检测传感器传感器提供导电性能。

5.根据权利要求1或2所述的一种有机物定性及定量检测传感器，其特征在于有机聚合物包括有机硅、有机树脂以及聚氨酯。

6.根据权利要求1或2所述的一种有机物定性及定量检测传感器，其特征在于导电纳米颗粒包括炭黑、碳纳米管和银纳米线中的一种或多种材质混合。

技术总结
本发明公开了一种有机物定性及定量检测传感器。本发明能同时检测液体有机物和气体有机物的种类。本发明传感器包括支撑层和导电颗粒，且由支撑层和导电颗粒混合并固化制成。该传感器导电性好，灵敏系数高，支撑层中的有机聚合物能够与液体或气体样品中的有机物相似相溶，当气态和液态的有机物与支撑层中的有机聚合物接触后，会使得有机聚合物发生不同程度的弯曲和溶胀，从而使得传感器的电阻率产生明显的变化，通过电阻率的变化对每种液体或气体样品进行检测。本发明检测传感器检测方法简单，响应时间快，能在生活用水和室内空气污染监测等领域给人们提供很大的帮助。

技术研发人员：刘权,胡春义,张庆华,孙强,任勇源,侯晓
受保护的技术使用者：浙江大学衢州研究院
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13