一種有機(jī)溶劑中微量溶解氧的測定方法
【專利摘要】一種有機(jī)溶劑中微量溶解氧的測定方法，屬于分析化學(xué)領(lǐng)域的傳感器技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明由聚乙烯醇與八乙基鉑卟啉溶液配制的混合液涂膜與玻璃載玻片上，干燥，制得氧敏感膜。有機(jī)溶劑中微量溶解氧的檢測裝置由氮飽和試樣，氧飽和試樣，蠕動(dòng)泵，比色皿，熒光光度儀，記錄儀組成。兩個(gè)帶蓋杯中分別為氮?dú)怙柡秃脱鯕怙柡偷拇郎y試樣，通過調(diào)節(jié)兩個(gè)蠕動(dòng)泵的流速來調(diào)節(jié)氮飽和與氧飽和試樣的含量，待測試樣通過三通閥混合形成不同溶解氧濃度的試液，最終進(jìn)入含氧敏感膜的比色皿，通過熒光光度儀檢測535nm激發(fā)波長下測定熒光強(qiáng)度，繪制Stern-Volmer曲線，測量有機(jī)溶劑中溶解氧的含量。
【專利說明】
一種有機(jī)溶劑中微量溶解氧的測定方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] -種氧敏感膜的制備以及有機(jī)溶劑中微量溶解氧的測定方法，屬于分析化學(xué)領(lǐng)域 的傳感器技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 溶解氧（Dissolved oxygen)是指溶液與大氣交換或經(jīng)化學(xué)、生化反應(yīng)溶解于溶液 中的氧。溶解氧的檢測一直以來都是生物、醫(yī)學(xué)以及環(huán)境監(jiān)測等領(lǐng)域關(guān)注的重點(diǎn)。它與人 類生產(chǎn)生活息息相關(guān)，準(zhǔn)確和快速測定各種狀態(tài)下的氧分壓或溶解氧具有重要意義。
[0003] 常用的氧傳感器大致分為以下三類：02微電極傳感器（陰極型）、02微電極傳感器 (Clark型）和O 2微光纖傳感器。有關(guān)氧傳感器和氧敏感材料的研究已有相關(guān)專利，如葉瑛 等"溶解氧電化學(xué)傳感器的電極及其制備方法"（公開號：CN141254);初鳳紅等"光纖溶解 氧傳感頭及其制備方法"（公開號：CN101135637A);肖丹等"用于熒光熄滅氧傳感器的高靈 敏度氧敏感發(fā)光材料"（公開號：CN1235185A)。
[0004] 近年來，基于熒光猝滅原理的氧傳感器的研究很活躍。它是基于分子氧對有機(jī) 染料、多環(huán)芳烴或過渡金屬配合物的熒光有猝滅作用的特點(diǎn)而研制的，這一方法克服了 Winkler碘量法和Clark電化學(xué)法的不足。光學(xué)溶解氧傳感器優(yōu)良的性能主要取決于較長 熒光壽命的氧敏感指示劑和對氧通透性好的膜基質(zhì)材料。
[0005]目前有關(guān)氧傳感器的研制基本都是針對氣態(tài)氧分壓或者水相中溶解氧的測定，而 對于有機(jī)溶劑中微量溶解氧傳感器的研究還非常少。然而，有機(jī)溶劑中的溶解氧不僅會(huì)影 響有些有機(jī)反應(yīng)的進(jìn)程，還可能會(huì)加速生產(chǎn)設(shè)備的腐蝕。因此，尋找快速高效準(zhǔn)確測定有機(jī) 溶劑中溶解氧的方法非常重要。
[0006] 本發(fā)明以高分子聚合物聚乙烯醇（PVA)為共聚前驅(qū)體，以八乙基鉑卟啉（PtOEP) 為熒光指示劑，研制出了機(jī)械性、柔韌性和透明性都較理想，在有機(jī)溶劑中對分子氧有較快 響應(yīng)、良好重現(xiàn)性、穩(wěn)定性和可逆性均較高的氧敏感膜。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明的目的是制備一種氧敏感膜，并提供一種有機(jī)溶劑中微量溶解氧的測定方 法。
[0008] 本發(fā)明的技術(shù)方案：
[0009] (1)氧敏感膜的制備
[0010] 將PVA粉末溶解于90-KKTC的超純水中，強(qiáng)力攪拌至溶液澄清透明后，加入八乙 基鉑卟啉，混合液中八乙基鉑卟啉的濃度為I X 10 3mol/L。攪拌均勻后涂布于事先用NaOH 和EtOH清洗處理并干燥過載玻片（2. 5cm X0. 8cm X0.1 cm)上。
[0011] ⑵所述有機(jī)溶劑中微量溶解氧的測定方法
[0012] 有機(jī)溶劑中微量溶解氧測定裝置
[0013] 本測定裝置由N :氮?dú)怙柡停? :氧氣飽和，P :兩個(gè)蠕動(dòng)栗，G :氧敏感膜，H :比色皿， F :熒光光度計(jì)，R :記錄儀，W :流出液所組成。如圖1所示，
[0014] 兩個(gè)帶蓋杯中分別為氮?dú)怙柡秃脱鯕怙柡偷拇郎y試樣，通過調(diào)節(jié)兩個(gè)蠕動(dòng)栗的流 速來調(diào)節(jié)氮飽和與氧飽和試樣的含量，待測試樣通過三通閥混合形成不同溶解氧濃度的試 液，最終進(jìn)入含氧敏感膜的比色皿，通過熒光光度儀檢測535nm激發(fā)波長下的熒光強(qiáng)度。
[0015] 標(biāo)準(zhǔn)氧濃度配制
[0016] 準(zhǔn)確調(diào)節(jié)和控制兩個(gè)蠕動(dòng)栗的轉(zhuǎn)速，使氧飽和有機(jī)溶劑與氮飽和有機(jī)溶劑的總流 速保持恒定，調(diào)節(jié)兩者的流速比，經(jīng)三通閥混合即可配制含一定標(biāo)準(zhǔn)氧濃度的有機(jī)溶液；
[0017] 標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制
[0018] 將不同溶解氧濃度的有機(jī)溶劑取一定量置于比色皿中，將氧敏感膜也置于比色皿 中，在535nm激發(fā)波長下測定熒光強(qiáng)度，以[(1。/1)-1]為縱坐標(biāo)（I。代表氮飽和有機(jī)溶劑的 熒光強(qiáng)度，I代表氧飽和有機(jī)溶劑的熒光強(qiáng)度），氧含量百分比為橫坐標(biāo)，繪制stem-volmer 曲線，當(dāng)氧敏感膜在不同溶解氧濃度的有機(jī)溶劑中時(shí)，熒光強(qiáng)度隨含氧量的增加而降低。如 圖2所示。
[0019] 本發(fā)明所制備的氧敏感膜特性
[0020] (1)響應(yīng)時(shí)間和響應(yīng)可逆性
[0021] 在400s內(nèi)向1，3-丁二醇中交替通入氮?dú)夂脱鯕庵溜柡?，分別測熒光強(qiáng)度，如圖3 所示。結(jié)果表明，該膜片在氮飽和及氧飽和的溶劑中有良好的響應(yīng)穩(wěn)定性和可逆性。對氮 飽和溶劑的響應(yīng)時(shí)間約為25s，對氧飽和溶劑的響應(yīng)時(shí)間約為12s，且對它們熒光響應(yīng)值的 相對標(biāo)準(zhǔn)偏差分別為〇. 79 %和1. 25%。由此可見，所制備的氧敏感膜在氮飽和以及氧飽和 狀態(tài)下對溶解氧有快速準(zhǔn)確的響應(yīng)及可逆性，且靈敏度較高。
[0022] (2)穩(wěn)定性
[0023] 新制備的氧敏感膜在室溫下放置180天后其氮氧猝滅比（1。/1)為4. 445和4. 426， 表明所制備的氧敏感膜具有較好的穩(wěn)定性及較長的使用壽命。
[0024] 本發(fā)明的有益效果：
[0025] 以高分子聚合物聚乙烯醇（PVA)為共聚前驅(qū)體，以八乙基鉑卟啉（PtOEP)為熒光 指示劑研制出機(jī)械性、柔韌性和透明性均較理想，且有良好的重現(xiàn)可逆性、穩(wěn)定性和較長的 使用壽命的新型氧敏感膜。該氧敏感膜對有機(jī)溶劑中的分子氧有較靈敏和快速的響應(yīng)，能 方便、快捷和準(zhǔn)確地測定有機(jī)溶劑中的微量溶解氧。
【附圖說明】
[0026] 圖1有機(jī)溶劑中微量溶解氧測定裝置示意圖
[0027] 圖2不同濃度溶解氧有機(jī)溶劑的熒光光譜圖①0% ;②10% ;③20% ;④30% ; ⑤ 40% ;⑥ 50% ;⑦ 60% ;⑧ 70% ;⑨ 80% ;⑩ 90% 100%。
[0028] 圖3氧敏感膜在氮飽和與氧飽和狀態(tài)下的響應(yīng)時(shí)間及可逆性
【具體實(shí)施方式】
[0029] 實(shí)施例1.以所制備的氧敏感膜，用圖1所示的測量裝置測定室溫（25°C )下1， 3_ 丁二醇中的溶解氧。
[0030] 實(shí)施例2.以所制備的氧敏感膜，用圖1所示的測量裝置測定室溫（25°C )下三氯 甲烷中的溶解氧。
[0031] 實(shí)施例3.以所制備的氧敏感膜，用圖1所示的測量裝置測定室溫（25°C )下甲苯 中的溶解氧。
[0032] 上述各實(shí)施有機(jī)溶劑中溶解氧測定結(jié)果見表1。
[0033] 表1有機(jī)溶劑中溶解氧測定結(jié)果
[0035] 上述實(shí)施實(shí)例結(jié)果表明，本發(fā)明所制備的氧敏感膜及所建立的測定方法可準(zhǔn)確測 定溶劑中的微量溶解氧。
[0036] 最后應(yīng)說明的是：以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明， 盡管參照前述實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，其依然可 以對前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換。 凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的 保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種有機(jī)溶劑中微量溶解氧的測定方法，其特征是：將聚乙烯醇與八乙基鉑卟啉溶 液配制的混合液涂膜與玻璃載玻片上，干燥待用，制得的氧敏感膜用于有機(jī)溶劑中溶解氧 的測定。2. 應(yīng)用權(quán)利要求1所述氧敏感膜的有機(jī)溶劑中溶解氧的測定裝置，其特征是：本測定 裝置由N :氮?dú)怙柡?，O :氧氣飽和，P :兩個(gè)蠕動(dòng)栗，G :氧敏感膜，H :比色皿，F(xiàn) :熒光光度計(jì)， R :記錄儀，W :流出液所組成； 兩個(gè)試劑瓶中分別為氮?dú)怙柡停∟)和氧氣飽和（O)的待測試樣，通過調(diào)節(jié)兩個(gè)蠕動(dòng)栗 (P)的流速來調(diào)節(jié)氮?dú)怙柡秃脱鯕怙柡驮嚇拥谋壤郎y試樣流入三通閥混合形成不同溶 解氧濃度的試液，進(jìn)入含氧敏感膜（G)的比色皿（H)的熒光光度計(jì)（F)，由記錄儀（R)記錄， 測定后的流出液（W)收集回用。3. 權(quán)利要求1和2所述的一種有機(jī)溶劑中微量溶解氧的測定方法，其特征是：兩個(gè)帶 蓋杯中分別為氮?dú)怙柡秃脱鯕怙柡偷拇郎y有機(jī)溶劑試樣，通過調(diào)節(jié)兩個(gè)蠕動(dòng)栗的流速來 調(diào)節(jié)氮飽和與氧飽和試樣的含量，待測試樣通過三通閥混合形成不同溶解氧濃度的試液， 最終流入含氧敏感膜的比色皿，通過熒光光度儀檢測535nm激發(fā)波長下的熒光強(qiáng)度，繪制 Stern-Volmer曲線，測量有機(jī)溶劑中溶解氧的含量。4. 權(quán)利要求1和2所述的一種有機(jī)溶劑中微量溶解氧的測定方法，其特征是：所述的 聚乙烯醇與八乙基鉑卟啉混合液中八乙基鉑卟啉的濃度為I X 10 2mol/L-l X 10 6mol/L。5. 權(quán)利要求3所述的一種有機(jī)溶劑中微量溶解氧的測定方法，其特征是：所述的聚乙 烯醇與八乙基鉑卟啉混合液中八乙基鉑卟啉的濃度為I X 10 3mol/L。
【文檔編號】G01N21/64GK105891168SQ201410742515
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2014年12月5日
【發(fā)明人】朱振中, 陳旸
【申請人】江南大學(xué)