專利名稱：一種功能性聚合物及其制備方法和應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及有機高分子傳感材料和環(huán)境污染檢測領(lǐng)域，具體涉及一種用于大氣中揮發(fā)性有機化合物的識別和檢測以及化學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，粗放式的經(jīng)濟增長造成我國國民經(jīng)濟高速發(fā)展的同時也嚴重污染了自然環(huán)境。各種環(huán)境污染物進入水、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)性有機化合物是其中一類重要的污染源。近十幾年來，有機氣體的檢測傳感體系是研究的一個熱點問題。所以大氣中揮發(fā)性有機化合物的識別和檢測對早期環(huán)境污染監(jiān)測有重要意義。如今太陽能的利用越來越多，太陽能電池是將太陽能用于造福人類的一種重要工具。而在太陽能電池的生產(chǎn)過程中會產(chǎn)生多種污染物。例如太陽能電池背膜生產(chǎn)過程中就用到了多種揮發(fā)性有機化合物，其中最主要的有甲苯、對二甲苯、丁醇、醋酸丁酯這四種有機物溶劑，產(chǎn)生了大量污染性有機氣體。目前有機氣體的檢測方法有很多種，最可靠和最標準的環(huán)境中分析揮發(fā)性有機化合物的方法仍然是用固體吸附劑吸附之后帶回實驗室運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，但是必須進行樣品采集，而且費時耗錢。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)。運用它來檢測吸附有機揮發(fā)性氣體不僅能提高檢測靈敏度，而且能縮短檢測時間，進行實時實地分析。公開號為CN 101034077A的中國專利申請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參數(shù)來探測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選擇。此外，電極表面涂敷的聚合物層必須是電導率高的聚合物。因此制備此類傳感器的過程較復(fù)雜，制備工藝要求較高。

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方法和應(yīng)用，該功能性聚合物可以用于檢測空氣中的微量丁醇氣體污染物。一種功能性聚合物，是由下列式Ml所示的甲基丙烯酸α -羥乙酯結(jié)構(gòu)單元和式Μ2 所示的丙烯酸甲酯結(jié)構(gòu)單元組成的重均分子量為20000-50000的無規(guī)共聚物，所述的無規(guī)共聚物中，甲基丙烯酸α-羥乙酯結(jié)構(gòu)單元的摩爾百分含量為40%-60%，丙烯酸甲酯結(jié)構(gòu)單元的摩爾百分含量為40% -60% ；
權(quán)利要求
1. 一種功能性聚合物，是由以下式Ml所示的甲基丙烯酸α-羥乙酯結(jié)構(gòu)單元和式M2 所示的丙烯酸甲酯結(jié)構(gòu)單元組成的重均分子量為20000-50000的無規(guī)共聚物，所述的無規(guī)共聚物中，甲基丙烯酸α-羥乙酯結(jié)構(gòu)單元的摩爾百分含量為40%-60%，丙烯酸甲酯結(jié)構(gòu)單元的摩爾百分含量為40% -60% ；
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Μ3所示的甲基丙烯酸α-羥乙酯單體和式Μ4所示的丙烯酸甲酯單體為原料，式Μ3所示的甲基丙烯酸α -羥乙酯單體和式Μ4所示的丙烯酸甲酯單體的摩爾比為 2:3-3: 2，在溶劑中加入引發(fā)劑和所述的兩種單體，在無氧條件下進行共聚反應(yīng)制得無規(guī)共聚物；所述的共聚反應(yīng)的溫度為60-80°C，共聚反應(yīng)的時間為12-24小時，所述的引發(fā)劑為自由基類引發(fā)劑；
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1，4_二氧六環(huán)。
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，對反應(yīng)產(chǎn)物進行如下的純化處理將所述的反應(yīng)產(chǎn)物滴入環(huán)己烷中沉淀析出，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氣體污染物丁醇的識別、檢測和化學傳感器領(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溶劑制成共聚物溶液，將所述的共聚物溶液滴加到勻膠機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氣體的氣室，利用石英晶體微天平儀檢測共振頻率響應(yīng)，反映待檢測氣體的濃度。
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50nm-400nm。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種功能性聚合物及其制備方法和應(yīng)用，該功能性聚合物是由甲基丙烯酸α-羥乙酯結(jié)構(gòu)單元和丙烯酸甲酯結(jié)構(gòu)單元組成的重均分子量為20000-50000的無規(guī)共聚物；所述的無規(guī)共聚物中甲基丙烯酸α-羥乙酯結(jié)構(gòu)單元的摩爾百分含量為40％-60％，丙烯酸甲酯結(jié)構(gòu)單元的摩爾百分含量為40％-60％。該功能性聚合物由以式M3所示的甲基丙烯酸α-羥乙酯單體和式M4所示的丙烯酸甲酯單體在無氧條件下進行共聚反應(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)性有機化合物丁醇的識別、檢測和化學傳感器領(lǐng)域。
文檔編號B01J20/30GK102161727SQ201110059448
公開日2011年8月24日 申請日期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, 梅愛雄, 聶晶晶, 范瀟, 陳天有 申請人:浙江大學