申请日2015.05.08
公开(公告)日2015.09.02
IPC分类号C08L5/16; G01N21/64; C08J3/075
摘要
本发明涉及一种用于检测室内装修和废水中甲醛的智能超分子水凝胶的制备方法，包括步骤如下：(1)称取α-环糊精粉末，加入超纯水，配制得到α-环糊精水溶液;(2)移取Tyloxapol液体，加入超纯水，配制得到Tyloxapol水溶液;(3)移取α-环糊精水溶液和Tyloxapol水溶液，加入超纯水，使得最后凝胶中α-环糊精浓度为90～130mg·mL-1，Tyloxapol浓度为15～50mg·mL-1，超声分散，静置，即得。本发明的智能超分子水凝胶制备方法简单，使用的原料生物适应性好，应用环境友好;成本低廉，无毒副产物。
权利要求书
1.一种用于检测室内装修和废水中甲醛的智能超分子水凝胶的制备方法，包括步骤如 下：
(1)α-环糊精水溶液的配制
称取α-环糊精粉末，加入超纯水，配制得到浓度为120～150mg·mL-1的α-环糊精水溶 液;
(2)Tyloxapol水溶液的配制
移取Tyloxapol液体，加入超纯水，配制得到浓度为120～200mg·mL-1的Tyloxapol 水溶液;
(3)智能超分子水凝胶的制备
移取α-环糊精水溶液和Tyloxapol水溶液，加入超纯水，使得最后凝胶中α-环糊精浓 度为90～130mg mL-1，Tyloxapol浓度为15～50mg·mL-1，超声分散，静置，即得。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中加入超纯水溶解α-环 糊精时，采用加热的方式使α-环糊精溶解完全，加热的温度为30～65℃。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中加入超纯水溶解 Tyloxapol液体时，采用加热的方式使Tyloxapol液体溶解完全，加热的温度为75～85℃。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)最后凝胶中的α-环糊精 浓度为100～110mg·mL-1。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)最后凝胶中Tyloxapol浓 度为15～30mg·mL-1。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)中超声分散的超声频率 为50～60Hz，超声时间为5～60s。
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)中超声分散前先涡旋 10～30s。
8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)中静置温度为 15～25℃，静置时间为20～50h。
说明书
一种用于检测室内装修和废水中甲醛的智能超分子水凝胶的制备方法
技术领域
本发明涉及一种用于检测室内装修和废水中甲醛检测的智能超分子水凝胶的制备方法， 属于新材料领域。
背景技术
有关资料表明，易挥发的有机化合物污染成为多种疾病的诱因，其中甲醛污染是一个 主要污染源。甲醛主要表现为对皮肤粘膜的刺激作用，在室内达到一定浓度时可造成胸 闷，皮炎，气喘等身体不适，高浓度甲醛是一种可致毒物质，对人体鼻、咽、喉部位造成 严重影响。甲醛经常应用于有机合成、染料、木材加工以及纺织业中，在工业区的废水中 会存在一定量的甲醛，导致地下水污染从而影响人们的普遍生活。因此研究一种方便、快 速、简单、易于观察的甲醛检测的方法很有必要，并且有很大的应用前景。
目前检测甲醛的办法主要是：分光光度法、电化学检测法、气相色谱法、液相色谱 法、电传感器法。色谱法检测灵敏、准确，不受样品状态影响，适用于复杂样品的检测。 电化学方法选择性好，但是样品需要提前处理。电传感器法结构比较简单，成本低，但是 受干扰物质较多，光学传感器价格昂贵，体积大，使用性受到限制。
近年来，由氢键作用，包结作用，静电作用，π-π堆积作用，疏水作用等非共价键作 用形成的智能超分子水凝胶由于具有多重的刺激响应性受到人们的关注。这种智能超分子 水凝胶对光、温度、pH、小分子添加等外界刺激产生响应。
目前，用于检测室内装修和废水中甲醛的智能超分子水凝胶的制备未见报道。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供一种可以快速、简单检测室内装修和废水中甲醛的 智能超分子水凝胶的制备方法。
术语说明：
Tyloxapol：是一种高分子表面活性剂，分子中含有苯环，存在π-π堆积作用，具有荧 光现象。
α-环糊精：是一种环状的低聚葡萄糖，由6个葡萄糖单元通过1,4-糖苷键结合成环。
本发明的技术方案如下：
一种用于检测室内装修和废水中甲醛的智能超分子水凝胶的制备方法，包括步骤如 下：
(1)α-环糊精水溶液的配制
称取α-环糊精粉末，加入超纯水，配制得到浓度为120～150mg·mL-1的α-环糊精水溶 液;
(2)Tyloxapol水溶液的配制
移取Tyloxapol液体，加入超纯水，配制得到浓度为120～200mg·mL-1的Tyloxapol 水溶液;
(3)智能超分子水凝胶的制备
移取α-环糊精水溶液和Tyloxapol水溶液，加入超纯水，使得最后凝胶中α-环糊精浓 度为90～130mg mL-1，Tyloxapol浓度为15～50mg·mL-1，超声分散，静置，即得。
根据本发明，优选的，步骤(1)中加入超纯水溶解α-环糊精时，采用加热的方式使α- 环糊精溶解完全，加热的温度为30～65℃，进一步优选40℃。
根据本发明，优选的，步骤(2)中加入超纯水溶解Tyloxapol液体时，采用加热的方 式使Tyloxapol液体溶解完全，加热的温度为75～85℃，进一步优选80℃。
根据本发明，优选的，步骤(3)最后凝胶中的α-环糊精浓度为100～110mg·mL-1， Tyloxapol浓度为15～30mg·mL-1;
优选的，超声分散的超声频率为50～60Hz，超声时间为5～60s，超声分散前先涡旋 10～30s;
优选的，静置温度为15～25℃，静置时间为20～50h。
本发明的原理：
本发明的智能超分子水凝胶中的客体分子Tyloxapol具有荧光效应，客体分子被主体分 子α-环糊精包结后由于削弱了π-π堆积作用而失去荧光效应，而未包结的部分依然存在荧 光，加入甲醛分子后甲醛取代了Tyloxapol，将其释放，使得荧光效应增强，从而达到检测 甲醛的效果。
本发明的突出特点和有益效果是：
1、本发明制备的智能超分子水凝胶具有荧光性质，对温度、pH、甲苯、甲醛小分子 具有刺激响应性，可以应用到室内装修以及废水中的甲醛的检测。
2、本发明的智能超分子水凝胶制备方法简单，使用的原料α-环糊精、Tyloxapol均为 生物适应性好，不会产生毒害物质，应用环境友好;成本低廉，无毒副产物，通过检测荧 光强度的变化就可以检测甲醛，简便快捷。
3、本发明α-环糊精、Tyloxapol在室温下，较大的浓度范围内都可以形成稳定的凝 胶，操作简单。
4、本发明制备的智能超分子水凝胶具有荧光性质，使用手提式的紫外灯即可观察到荧 光强度的变化，操作简单，易于实现。
5、本发明制备的智能超分子水凝胶应用时和甲醛主要是发生了化学反应，反应条件要 求低，反应迅速，现象易于观察。
本发明所阐述的材料特征用以下方法测试：
1、冷场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)。通过FE-SEM可以观察超分子水凝胶的形 貌。
2、傅里叶转换红外光谱(FT-IR)。通过FT-IR谱图可以表征α-环糊精、Tyloxapol超 分子水凝胶中的官能团及相互作用。
3、X射线衍射(XRD)。通过XRD可以测定超分子水凝胶内部分子的结构。
4、荧光显微镜(FM)。使用荧光显微镜观察超分子水凝胶的形貌。
5、荧光光谱。通过荧光分光光度计测试样品的荧光强度。