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原文传递一种基于共价有机框架材料的气体传感器及其制备方法

专利名称：	一种基于共价有机框架材料的气体传感器及其制备方法
摘要：	本发明公开了一种基于共价有机框架材料的气体传感器及其制备方法，属于共价有机框架材料的应用领域，该方法将第一单体A溶于第一溶剂中，加入第一界面修饰剂，得到第一溶液。将第二单体B溶于第二溶剂中，加入第二界面修饰剂，得到第二溶剂。将溶剂混合均匀后，加入负载基底和反应催化剂。得到负载型气体传感器，也可以使用刻蚀溶液处理得到自立型气体传感器。该传感器可以将溶剂分子吸附到孔道当中，改变了传感器的折射率。从而发生快速、显著的颜色改变，实现对有机蒸汽或水蒸气的光学传感和检测。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	浙江;33
申请人：	浙江大学
发明人：	刘平伟;张弛;王崧;王文俊
专利状态：	有效
申请日期：	2019-09-06T00:00:00+0800
发布日期：	2019-11-22T00:00:00+0800
申请号：	CN201910842895.6
公开号：	CN110487735A
代理机构：	杭州求是专利事务所有限公司
代理人：	邱启旺
分类号：	G01N21/31(2006.01);G;G01;G01N;G01N21
申请人地址：	310058 浙江省杭州市西湖区余杭塘路866号
主权项：	1.一种基于共价有机框架材料的气体传感器，其特征在于，所述气体传感器为负载型薄膜结构，所述气体传感器通过以下方法制备得到：将浓度为0.01-100mmol/L的第一单体A溶于第一溶剂中，向其中加入第一界面修饰剂，第一界面修饰剂与第一单体A的官能团摩尔比为1-100，得到第一溶液；将浓度为0.01-100mmol/L的第二单体B溶于第二溶剂中，向其中加入第二界面修饰剂，第二界面修饰剂与第二单体B的官能团摩尔比为1-100，得到第二溶液。将上述第一溶液和第二溶液混合均匀后，向其中加入负载基底及浓度为1-100mol/L的反应催化剂，在10-100℃条件下反应得到负载薄膜，将所得负载薄膜浸入清洗剂超声洗涤干净，取出干燥得到负载型薄膜结构的共价有机框架材料的气体传感器。 2.根据权利要求1所述气体传感器，其特征在于，所述负载型薄膜结构的共价有机框架材料的气体传感器经刻蚀溶液去除基底，取出干燥后得到自立薄膜结构的共价有机框架材料的气体传感器。 3.根据权利要求1或2所述气体传感器，其特征在于，所述第一单体A由1,4-苯二胺、2,5-二甲基-1,4-苯二胺、四甲基对苯二胺、联苯胺、3,3’,5,5’-四甲基联苯-4,4’-二胺、3,3'-二硝基联苯胺、4,4'-二氨基三连苯、4,4'-二氨基二苯乙烯、对二氨基偶氮苯、2,6蒽二胺、3,4-二氨基四氢呋喃、3,4-二氨基四氢肼、1,2-环己二胺、1,2,4,5-二(二酰肼)苯、1,3,5-三(4-氨苯基)苯、2,4,6-三(4-氨基苯基)-1,3,5-三嗪、三聚氰胺、5,10,15,20-四(4-氨基苯基)卟啉、1,2,4,5-苯四胺、六氨基苯、1，6-二氨基芘、2,3,6,7,10,11-六氨基三亚苯、1,4-苯二硼酸、均苯三硼酸、1,4-苯二硼酸二频哪酯、4,7-双硼酸-2,1,3-苯并噻二唑、4,7-双(4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧杂戊硼烷-2-基)-2,1,3-苯并噻二唑、2,7-双硼酸芘、2,7-双(4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧硼戊环-2-基)芘、4,4'-联苯基二硼酸、4,4'-联苯二硼酸二频哪醇酯、5,10,15,20-四(4-硼酸基苯基)卟啉、对苯二腈、2,6蒽二腈、对苯二甲酰肼、2,5-二甲氧基对苯二甲酰肼、2,5-二乙氧基对苯二甲酰肼中的一种或多种以任意比例混合组成。所述第二单体B由对苯二甲醛、联苯二甲醛、2,5-二羟基对苯二甲醛、2,5-二甲氧基对苯二甲醛、2,3-二羟基对苯二甲醛、2,3-二甲氧基对苯二甲醛、2,5-二炔氧基对苯二甲醛、乙二醛、均苯三甲醛、2,4,6-三羟基均苯三甲醛、1,3,5-三(4-醛基苯基)苯、2,4,6-三(4-醛基苯基)-1,3,5-三嗪、环己六酮、1,4-苯二硼酸、均苯三硼酸、1,4-苯二硼酸二频哪酯、4,7-双硼酸-2,1,3-苯并噻二唑、4,7-双(4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧杂戊硼烷-2-基)-2,1,3-苯并噻二唑、2,7-双硼酸芘、2,7-双(4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧硼戊环-2-基)芘、4,4'-联苯基二硼酸、4,4'-联苯二硼酸二频哪醇酯、5,10,15,20-四(4-硼酸基苯基)卟啉、1,2,4,5-苯四酚、3,6-二甲基-1,2,4,5-苯四酚、3,6-二乙基-1,2,4,5-苯四酚、3,6-二丙基-1,2,4,5-苯四酚、2,3,6,7-萘四酚、2,3,6,7-蒽四酚、3,6,7,10,11-六羟基三亚苯、对苯二腈、2,6蒽二腈中的一种或多种以任意比例混合组成。 4.根据权利要求1或2所述气体传感器，其特征在于，所述第一溶剂、第二溶剂均由异戊烷、正戊烷、石油醚、己烷、环己烷、异辛烷、三氟乙酸、庚烷、四氯化碳、苯、甲苯、二甲苯、三甲苯、氯苯、二氯苯、乙醚、异丁醇、正丁醇、丙醇、乙醇、甲醇、二氯甲烷、氯仿、乙酸乙酯、四氢呋喃、二氧六环、丙酮、吡啶、乙腈、二甲亚砜、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、乙酸、甲酸中的一种或多种以任意比例混合组成。 5.根据权利要求1或2所述气体传感器，其特征在于，所述第一界面修饰剂由苯甲醛、2-氯苯甲醛、3-氯苯甲醛、4-氯苯甲醛、2-硝基苯甲醛、3-硝基苯甲醛、4-硝基苯甲醛、2-甲基苯甲醛、3-甲基苯甲醛、4-甲基苯甲醛、4-叔丁基苯甲醛、4-氟苯甲醛、1-萘甲醛、2-萘甲醛、甲醛、乙醛、丙醛、丁醛、戊醛、己醛、庚醛、辛醛、苯硼酸、4-叔丁基苯硼酸、正丙基硼酸、环己基硼酸、邻苯二酚、2,3-二羟基萘、乙二醇、2,3-二甲基-2,3-丁二醇、1,2-环己二醇、苯腈、萘腈、乙腈、环己腈中的一种或多种以任意比例混合组成。 6.根据权利要求1或2所述气体传感器，其特征在于，所述第二界面修饰剂由苯胺、2-氯苯胺、3-氯苯胺、4-氯苯胺、1,3-苯并噻唑-5-胺、2-硝基苯胺、3-硝基苯胺、4-硝基苯胺、2-甲基苯胺、3-甲基苯胺、4-甲基苯胺、4-叔丁基苯胺、4-氟苯胺、1-萘胺、2-萘胺、甲胺、乙胺、丙胺、丁胺、戊胺、己胺、庚胺、辛胺、环己胺、苯硼酸、4-叔丁基苯硼酸、正丙基硼酸、环己基硼酸、2,3-二羟基萘、乙二醇、2,3-二甲基-2,3-丁二醇、1,2-环己二醇、苯腈、萘腈、乙腈、环己腈、苯甲酰肼、4-氯苯甲酰肼、3-吡啶甲酰肼、甲酸酰肼、乙酸酰肼、丙酸酰肼、环己甲酰肼中的一种或多种以任意比例混合组成。 7.根据权利要求1或2所述气体传感器，其特征在于，所述反应催化剂由甲酸、乙酸、三氟乙酸、苯磺酸、甲基苯磺酸、三氟甲磺酸钪、三氟甲磺酸铕、三氟甲磺酸铟、三氟甲磺酸镱、三氟甲磺酸钇、三氟甲磺酸锌中的一种或多种按任意比例混合组成。 8.根据权利要求1或2所述气体传感器，其特征在于，所述清洗剂由水、丙酮、甲醇、乙醇、乙酸、正丙醇、异丙醇、丁醇、乙二醇、四氢呋喃中的一种或多种按任意比例混合组成。 9.根据权利要求2所述气体传感器，其特征在于，所述刻蚀溶液由过硫酸铵、氯化铁、过硫酸钠、过氧化氢、硝酸、氢氟酸中的一种或多种以任意比例混合组成. 10.根据权利要求2所述气体传感器，其特征在于，所述刻蚀溶液由氢氧化钠、氢氧化钾中的一种或多种以任意比例混合组成。
所属类别：	发明专利