物理交联刚果红-聚乙烯醇凝胶膜的敏感特性研究.pdf

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1、38传感器与微系统(TransducerandMicrosystemTechnologies)2014年第33卷第6期物理交联刚果红一聚乙烯醇凝胶膜的敏感特性研究刘捷，刘广力，李霞，刘琳，汤克勇(郑州大学材料科学与工程学院，河南郑州450052)摘要：以二甲基亚砜(DMSO)水溶液为溶剂，采用冷冻一解冻法制备高度透明的物交暇聚乙烯醇(PVA)凝胶膜，将该膜在刚果红溶液中浸泡，制备了物理交联刚果红一聚乙烯醇(PCGR—、)凝胶膜。利用紫外一可见光谱法测试该凝胶膜的pH敏感特性，并与化学交联的刚果红一聚乙烯醇(CCGR—PVA)凝胶膜做了对比分析。结果表明：PCG

2、R-PVA和CCGR—PVA凝胶膜均具有良好的pH敏感性，在pH为0．29-4．33范围内对pH呈较好的线性响应，PCGR—PVA凝胶膜的灵敏度更高。PCGR—PVA凝胶膜的响应时间在弱酸中小于10S，在强酸中小于200S。表明PCGR—PVA凝胶是优异的pH传感材料。关键词：聚乙烯醇；刚果红；pH敏感；物理交联中图分类号：O631．2；0657．92文献标识码：A文章编号：1000-9787(2014)06-0038-03Studyonsensitivecharacteristicsofphysicallycrosslinkedcongored-PVAgel

3、membraneLIUJie，LIUGuang—li，LIXia，LIULin，TANGKe—yong(CollegeofMaterialsScienceandEngineering，ZhengzhouUniversity，Zhengzhou450052，China)Abstract：Hightransparentphysicallyerosslinkedpolyvinylalcohol(PVA)gelmembranesarepreparedbyfreezing／thawingmethodindimethylsulfoxide(DMSO)aqueoussolu

4、tion，thenthemembranesareimmersedinthecongoredsolutionandcongored-PVA(PCGR-PVA)gelsarefabricated．AndcomparedwithCCGR-PVA，UV／VisspectroscopystudiesofPCGR—’PVAandCCGR——PVAgelmembranesindicatethatbothofthemshowgoodpHsensitivityandgoodlinearresponseinpH0．29～4．33，whereasthelatterismoresen

5、sitivetopHchangescomparedwithCCGR—PVAmembranes．TheresponsetimeofPCGR—PVAgelmembranesislessthan10Sinweakacid，itislessthan200Sinstrongacid．TheresultsshowthatPCGR—PVAgelisanexcellentpHsensingmateria1．Keywords：polyvinylalcohol(PVA)；congored；pHsensitive；physicallycrosslink0引言择，通常要求具有质子选择

6、透过性、光透过性、高亲水性、耐pH的准确和快速测量在工农业生产、医药卫生、环境强酸碱性和优良的机械性能等。pH指示剂与凝胶网络通分析等领域具有重要作用。近年来，人们利用凝胶的亲水过共价键、离子键或氢键等作用结合均可制备pH敏感材性、网络结构以及敏感特性开发了一系列可用于光导纤维料。陈天禄等人以化学交联聚乙烯醇固定刚果红和苯酚红的凝胶基pH传感材料，这类材料具有不带电、抗电磁干扰低聚物等，制备光响应性pH传感材料。HashemiP等能力强、无污染等优点。将常用的化学指示剂固定于人用琼脂糖作为固定载体固定刚果红、中性红等指示剂，制惰性凝胶基质中是制备凝胶基pH传感

7、器的重要方法之备了一系列凝胶基pH传感材料J。但是，上述凝胶中的一。常用的指示剂固定方法有3种：吸附法、共价键结合化学交联剂可能会对凝胶结构和响应特性产生不利影响，法、包埋法。吸附法通常比较简单，但指示剂容易发生泄而研究无交联剂的物理交联凝胶作为传感基质材料的报道漏；共价键结合的方法相对比较麻烦，而且时间较长，但是不多。聚乙烯醇是一种无毒、无刺激性的亲水性、半结晶性指示剂一般不容易泄漏；包埋法是将指示剂包埋在多孔的高聚物，具有良好的吸水性、机械强度和化学稳定性，是固聚合物基质里，这种方法同样容易实现，但也可能发生指示定指示剂最理想的载体之一。将聚乙烯醇溶液反复

8、低温冷剂泄漏或改变指示剂的响应范围。对