專利名稱：一種功能性聚合物及其制備和應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及有機(jī)高分子傳感材料和環(huán)境污染檢測(cè)領(lǐng)域，具體涉及一種用于大氣中揮發(fā)性有機(jī)化合物的識(shí)別和檢測(cè)以及化學(xué)傳感器的功能性聚合物及其制備和應(yīng)用。
背景技術(shù)：
最近20多年來(lái)，粗放式的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)造成我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的同時(shí)也嚴(yán)重污染了自然環(huán)境。各種環(huán)境污染物進(jìn)入水、土壤、大氣環(huán)境，不僅污染自然環(huán)境，而且危害人類生存和健康。在大氣污染中，揮發(fā)性有機(jī)化合物是其中一類重要的污染源。近十幾年來(lái)，有機(jī)氣體的檢測(cè)傳感體系是研究的一個(gè)熱點(diǎn)問題。所以大氣中揮發(fā)性有機(jī)化合物的識(shí)別和檢測(cè)對(duì)早期環(huán)境污染監(jiān)測(cè)有重要意義。如今太陽(yáng)能的利用越來(lái)越多，太陽(yáng)能電池是將太陽(yáng)能用于造福人類的一種重要工具。而在太陽(yáng)能電池的生產(chǎn)過程中會(huì)產(chǎn)生多種污染物。例如太陽(yáng)能電池背膜生產(chǎn)過程中就用到了多種揮發(fā)性有機(jī)化合物，其中最主要的有甲苯、對(duì)二甲苯、丁醇、醋酸丁酯這四種有機(jī)物溶劑，產(chǎn)生了大量污染性有機(jī)氣體。目前有機(jī)氣體的檢測(cè)方法有很多種，最可靠和最標(biāo)準(zhǔn)的環(huán)境中分析揮發(fā)性有機(jī)化合物的方法仍然是用固體吸附劑吸附之后帶回實(shí)驗(yàn)室運(yùn)用各種分析方法分析，例如氣質(zhì)聯(lián)用、紅外等。這些分析方法雖然可靠有效，但是必須進(jìn)行樣品采集，而且費(fèi)時(shí)耗錢。石英晶體微天平儀具有高度的靈敏性，能夠?qū)κ⒕砻嫖⒑哿课镔|(zhì)的變化產(chǎn)生響應(yīng)。運(yùn)用它來(lái)檢測(cè)吸附有機(jī)揮發(fā)性氣體不僅能提高檢測(cè)靈敏度，而且能縮短檢測(cè)時(shí)間，進(jìn)行實(shí)時(shí)實(shí)地分析。中國(guó)專利CN 101605888中公開了一種使用轉(zhuǎn)化的貝利不動(dòng)桿菌ADPI作為生物傳感器檢測(cè)甲苯和二甲苯的方法。該方法雖然能夠鑒定特定化合物，但是需要采用克隆基因等繁瑣的生物手段，對(duì)技術(shù)人員的專業(yè)知識(shí)要求較高。同時(shí)，構(gòu)造這種常規(guī)可誘導(dǎo)的細(xì)菌生物傳感器的時(shí)間較長(zhǎng)，一般需要兩三天。公開號(hào)為CN 101034077A的中國(guó)專利申請(qǐng)公開了一種壓電晶體氣體傳感器的制備方法，其利用石英晶體微天平的電學(xué)參數(shù)來(lái)探測(cè)與晶體表面相接觸氣氛的濃度。盡管其精確度高、靈敏度高，但是它對(duì)晶片上下金屬電極的直徑和厚度有較高要求，必須按照要求的頻率來(lái)選擇。此外，電極表面涂敷的聚合物層必須是電導(dǎo)率高的聚合物。故制備此類傳感器的過程較復(fù)雜，制備工藝要求較高。因此，尋求一種更為簡(jiǎn)單快速的定性定量技術(shù)來(lái)鑒定大氣中可能存在的有機(jī)氣體污染物成為現(xiàn)在越來(lái)越關(guān)注的熱點(diǎn)問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種功能性聚合物及其制備和應(yīng)用，該功能性聚合物可以用于檢測(cè)空氣中的微量對(duì)二甲苯氣體污染物。一種功能性聚合物，是由下列式Ml所示的對(duì)氯甲基苯乙烯結(jié)構(gòu)單元和式M2所示的甲基丙烯酸甲酯結(jié)構(gòu)單元組成的重均分子量為21000-32000的無(wú)規(guī)共聚物，所述的無(wú)規(guī)共聚物中，對(duì)氯甲基苯乙烯結(jié)構(gòu)單元的摩爾百分含量為35% -65%,甲基丙烯酸甲酯結(jié)構(gòu)單元的摩爾百分含量為35% -65% ；
權(quán)利要求
1. 一種功能性聚合物，是由以下式Ml所示的對(duì)氯甲基苯乙烯結(jié)構(gòu)單元和式M2所示的甲基丙烯酸甲酯結(jié)構(gòu)單元組成的重均分子量為21000-32000的無(wú)規(guī)共聚物，所述的無(wú)規(guī)共聚物中，對(duì)氯甲基苯乙烯結(jié)構(gòu)單元的摩爾百分含量為35% -65%,甲基丙烯酸甲酯結(jié)構(gòu)單元的摩爾百分含量為35% -65% ；MlM2。
2.如權(quán)利要求1所述的功能性聚合物的制備方法，包括以下步驟 以式M3所示的對(duì)氯甲基苯乙烯和式M4所示的甲基丙烯酸甲酯單體為原料，式M3所示的對(duì)氯甲基苯乙烯單體和式M4所示的甲基丙烯酸甲酯單體的摩爾比為1 2-3 2，在溶劑中加入引發(fā)劑和所述的兩種單體，在無(wú)氧條件下進(jìn)行共聚反應(yīng)制得無(wú)規(guī)共聚物；所述的共聚反應(yīng)的溫度為60°C，共聚反應(yīng)的時(shí)間為12-M小時(shí)，所述的引發(fā)劑為自由基類引發(fā)劑； M3M4。
3.如權(quán)利要求2所述的功能性聚合物的制備方法，其特征在于，所述的引發(fā)劑為偶氮二異丁腈或過氧化苯甲酰。
4.如權(quán)利要求2所述的功能性聚合物的制備方法，其特征在于，所述的引發(fā)劑的用量為單體總重量的0.01% -5%。
5.如權(quán)利要求2所述的功能性聚合物的制備方法，其特征在于，所述的引發(fā)劑的用量?jī)?yōu)選為單體總重量的0. 2% -3%。
6.如權(quán)利要求2所述的功能性聚合物的制備方法，其特征在于，所述的溶劑為四氫呋喃。
7.如權(quán)利要求2所述的功能性聚合物的制備方法，其特征在于，在所述的共聚反應(yīng)完成后，對(duì)反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)行如下的純化處理將所述的反應(yīng)產(chǎn)物滴入石油醚中沉淀析出，經(jīng)抽濾干燥至恒重。
8.如權(quán)利要求1所述的功能性聚合物在大氣中有機(jī)氣體污染物對(duì)二甲苯的識(shí)別、檢測(cè)和化學(xué)傳感器領(lǐng)域的應(yīng)用。
9.如權(quán)利要求8所述的應(yīng)用，其特征在于，將所述的功能性聚合物溶于有機(jī)溶劑制成共聚物溶液，將所述的共聚物溶液滴加到勻膠機(jī)上空白石英晶片的金電極表面，在所述的石英晶片的金電極表面旋涂成膜后烘干制得共聚物薄膜；再將表面旋涂有共聚物薄膜的石英晶片置于有待檢測(cè)氣體的氣室，利用石英晶體微天平儀檢測(cè)共振頻率響應(yīng)，反映待檢測(cè)氣體的濃度。
10.如權(quán)利要求9所述的應(yīng)用，其特征在于，所述的共聚物薄膜厚度為67nm-260nm。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種功能性聚合物及其制備和應(yīng)用，該功能性聚合物是由對(duì)氯甲基苯乙烯結(jié)構(gòu)單元和甲基丙烯酸甲酯結(jié)構(gòu)單元組成的重均分子量為21000-32000的無(wú)規(guī)共聚物；所述的無(wú)規(guī)共聚物中對(duì)氯甲基苯乙烯結(jié)構(gòu)單元的摩爾百分含量為35％-65％，甲基丙烯酸甲酯結(jié)構(gòu)單元的摩爾百分含量為35％-65％。該功能性聚合物由以式M3所示的對(duì)氯甲基苯乙烯和式M4所示的甲基丙烯酸甲酯單體在無(wú)氧條件下進(jìn)行共聚反應(yīng)制得。結(jié)合石英晶體微天平技術(shù)，本發(fā)明的功能性聚合物可應(yīng)用于大氣中揮發(fā)性有機(jī)化合物對(duì)二甲苯的識(shí)別、檢測(cè)和化學(xué)傳感器領(lǐng)域。
文檔編號(hào)B01J20/30GK102161722SQ201110059380
公開日2011年8月24日 申請(qǐng)日期2011年3月11日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月11日
發(fā)明者張興宏, 曹崢, 杜濱陽(yáng), 梅愛雄, 聶晶晶, 范瀟, 陳天有 申請(qǐng)人:浙江大學(xué)