专利名称：可用于在线检测甲醛气体浓度的指示物质的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种可检测有害气体浓度的指示物质，具体的是可指示空气中 甲醛浓度的物质。
背景技术：
随着家庭装修的兴起，装饰材料的大量使用，必然引起室内空气污染，其中甲醛造成的污染倍受人们的关注。当室内空气中的甲醛含量为0.1mg/i^时就 有异味和不适感；0.5mg/n^时可刺激眼睛引起流泪；0.6mg/m3时引起喉部不适 或疼痛；浓度再高时可引起恶心、呕吐、咳嗽、胸闷、气喘甚至肺气肿；30mg/m3 时，可当即导致死亡。为此，许多国家都对空气中的甲醛浓度作了指导性的限 值规定，我国2003年3月1日发布的《室内空气质量标准》中规定室内空气中 甲醛的浓度不应超过0.1mg/m3 。目前测定空气中甲醛含量的常规方法普遍使用大型仪器。其优点包括测定灵 敏度高，定量准确。但是测定步骤复杂，需专业人员操作，测定费用高，因此 不易普及。为了满足在线测试的需要，市场上也出现了一些便携式甲醛检测仪器，如英 国的PPM400型甲醛测定仪和美国的INTERSCAN4160型甲醛测定仪是依据电 化学原理设计而成，还有利用酚试剂比色原理制作的便携式101型现场甲醛测 定仪器。这些仪器价格昂贵，且敏感器件使用寿命短，都不适合简易监测使用。中国专利公开了几个简易设计方案。如专利02285930.6 (申请日2002.11.12) 中公布了一种"一次性空气中甲醛比色速测包"，分别用乙酰丙酮或酚试剂或4-氨基-3-联氨-5-巯基-1,2，4-三氮杂茂(AHMT)试剂作显色剂，目前市场上的甲醛快 速检测产品多属此类，其存在着颜色变化不明显，受温度影响较大的问题；专 利200410017701.2(申请日2004.04.15)公布了一种"空气中甲醛快速测定试纸"，该类试纸均需通过目测比色确定结果，个体差异较大，导致结果准确性降低；专利200420084922.7 (申请日2004.07.28)公布了一种"甲醛气体检测管"，其采 用甲醛与苯系物反应生成褐色物质来检测甲醛气体，用硫酸作为催化剂，其存 在着灵敏度较低，苯系物易与硫酸发生磺化反应影响鉴别等缺点。 发明内容-本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中普遍存在的问题，提供一种 定量准确、颜色变化明显、灵敏度高的可用于在线检测甲醛气体浓度的指示物 质。为实现上述发明目的，本发明的甲醛气体浓度指示物质由主剂、助剂、界 面改性剂和90-100目的载体组成，其中主剂是酸性羟胺盐和氢离子浓度指示剂 的混合物，助剂是强碱及其盐组成的缓冲溶液，界面改性剂是氯化金属盐类； 指示物质中各组分按如下配比为主剂助剂(体积比)=100 150:1 3 主剂界面改性剂(重量比)=薦 150: 1 5 (主剂+助剂+界面改性剂)载体(体积重量)=100 150:100 120 所述主剂是由浓度为1%的酸性羟胺盐水溶液和浓度为0.1%的氢离子浓度 指示剂乙醇溶液，按体积比为(5 10) : IOO的比例混合均匀而成。 所述酸性羟胺盐是硫酸羟胺或其盐或盐酸羟胺或其盐的一种。 所述氢离子浓度指示剂为间胺黄、茜素黄、甲基黄中的一种。 所述缓冲溶液是O.lmol/L的Na2C0s和0.1mol/L的NaHC03溶液按1:1的 比例混合或0.1mol/L的Na2CO3和0.1mol/LNaOH按1:1的比例混合。所述界面改性剂是BaCl2'2H20、 MgCl2.6H20、 A1C13'6H20和ZnCl2中的一种。所述载体是硅胶、石英砂、陶瓷中的一种。 指示物质的制备方法按上述指示物质配比量取主剂、助剂、界面改性剂和载体；将界面改性剂放入主剂和助剂中溶解后混合，再倒入适量载体，使其刚好被溶液润湿，平铺 于容器底部，闭光真空干燥，密封保存。该指示物质可以实现在线检测甲醛气体浓度的原理为甲醛可以分解酸性羟胺盐，其反应方程式如下2HCHO+(NH2OH)2*H2S04—2H2C=NOH+H2S04+2H20众所周知，如上产生的酸可使氢离子浓度指示剂发生颜色变化，颜色变化 的多少由酸的浓度决定，而酸的浓度又取决于甲醛的浓度，所以该指示物质可 以实现检测甲醛气体浓度的功能。其中氢离子浓度指示剂很容易受空气中C02的影响，加入缓冲溶液就是避 免空气中的C02干扰，防止在装管前变色。界面改性剂的作用就是使变色界面明显、清晰，易于读数。 指示剂吸附在载体上，充当变色柱。指示物质检测甲醛气体的使用方法本发明可以放入用扩散控制膜封住一端的透明管中，用硬物墩实，再封住 透明管的另一端，然后结合浓度对照标尺制成简易的徽章型检测器。使用时将 其放在橱柜内、抽屉内、室内、桌子上等，能够快速吸附甲醛并产生从黄色到 深粉色(使用间胺黄作指示剂)的颜色变化，根据变色长度就可在浓度对照标 尺上读出甲醛浓度。此发明的检测最佳范围为0.1 mg/m3 100.0 mg/m3，测量误差在10%以内。 所述透明管长度为30 50mm，内径为2.0 3.0mm，外径为4.0 6.0mm时最佳。所述透明管两端控制扩散膜可采用聚酯膜，其厚度为lmm最佳。如上所述的浓度对照标尺的制作方法固定8小时检测时间，以甲醛浓度对变色段长度绘制曲线，即可得到该检测时间下的甲醛检测组件的标定曲线。根据标定曲线取整数变色长度对应的浓度制成浓度对照标尺。本发明甲醛气体浓度指示物质可以应用于其它形式的检测器，并不限于前述的徽章型检测器。本发明的技术效果是1、 根据指示物质中主剂配比的不同，可以用于检测不同浓度的甲醛气体；2、 该发明无需动力，灵敏度高，可长期保存；3、 颜色变化界限清楚，视觉明显；4、 该发明成本低廉，制备工艺简单，使用方便。
具体实施方式
-下面结合实施例对本发明作进一步说明。主剂1%的硫酸羟胺盐(北京化工厂)和0.1%的间胺黄酸性指示剂(上海 馨晟试化工科技有限公司)，两溶液配比为(5 10) :100 (体积比)。1%的硫酸羟胺溶液(溶液l):将lg硫酸羟胺溶于100ml蒸馏水中。间胺黄指示剂(溶液2):将O.lg间胺黄指示剂(其变色pH值范围为1.2 2.3)溶解于画ml乙醇中。助剂0.1mol/L的Na2C0s和0.1mol/L的NaHC03溶液按1:1的比例组成的 缓冲溶液，pH值为8.94;载体90-100目的硅胶(上海五四化学试剂厂)在400-60(TC马福炉中灼烧 2-4h后高温收孔。界面改性剂MgCl2，6H20和ZnCl2 (天津市天达净化材料精细化工)。 实施例1将上述溶液1和溶液2按1:10 (体积比)的比例混合起来得到主剂110mL。 按混合溶液总体积的3%加入3.4mL Na2COrNaHC03缓冲溶液(pH值为8.94)， 再按混合溶液总质量的3%称取3.5g的界面改性剂MgC^6H20，得混合指示溶 液，放入棕色试剂瓶中备用。取混合指示溶液0.15mL，将0.11g硅胶载体倒入 其中使其浸泡均匀达饱和，制成指示物质，自然风干，密封保存。将制备好的指示物质制成徽章型检测器，放入待检测环境中8小时，根据8 小时检测器中变色柱的变色长度对照浓度标尺来确定室内甲醛的浓度。该检测器的检测最佳范围为0.1-100 mg/m3，测量误差在10%以内。实施例2将溶液1和溶液2按1:10 (体积比)的比例混合起来得到主剂110mL。按 混合溶液总体积的4n/。加入4.6mLNa2COrNaHC03缓冲溶液(pH值为8.94)， 再按混合溶液总质量的2。/。称取2.3g的界面改性剂ZnCl2，得混合指示溶液，放 入试剂瓶中备用。取混合指示溶液0.15mL，将0.11g硅胶载体倒入其中使其浸 泡均匀达饱和，制成指示物质，自然风干，密封保存。将制备好的指示物质制成徽章型检测器，该检测器检测最佳范围为0.1-100 mg/m3，测量误差在10%以内。实施例3将溶液1和溶液2按7:100 (体积比)的比例混合起来得到主剂107mL。按 混合溶液总体积的3。/。加入3.3mLNa2C03-NaHC03缓冲溶液(pH值为8.94)， 再按混合溶液总质量的3%称取3.4g的界面改性剂MgCl2'6H20，得混合指示溶 液，放入棕色试剂瓶中备用。取混合指示溶液0.15mL，将0.11g硅胶载体倒入 其中使其浸泡均匀达饱和，制成指示物质，自然风干，密封保存。将制备好的指示物质制成徽章型检测器，检测最佳范围为0.1-80 mg/m3，测 量误差在10%以内。实施例4将溶液1和溶液2按7:100 (体积比)的比例混合起来得到主剂107mL。按 混合溶液总体积的4。/。加入4.4mLNa2COrNaHC03缓冲溶液(pH值为8.94)， 再按混合溶液总质量的2%称取2.3g的界面改性剂ZnCl2，得混合指示溶液，放 入棕色试剂瓶中备用。取混合指示溶液0.15mL，将0.11g硅胶载体倒入其中使 其浸泡均匀达饱和，制成指示物质，自然风干，密封保存。将制备好的指示物质制成徽章型检测器，检测最佳范围为0.1-80 mg/m3，测 量误差在10%以内。
权利要求
1、可用于在线检测甲醛气体浓度的指示物质，由主剂、助剂、界面改性剂和90-100目的载体组成，其中主剂是酸性羟胺盐和氢离子浓度指示剂的混合物，助剂是强碱及其盐组成的缓冲溶液，界面改性剂是氯化金属盐类；指示物质中各组分按如下配比为主剂∶助剂(体积比)＝100～150∶1～3主剂∶界面改性剂(重量比)＝100～150∶1～5(主剂+助剂+界面改性剂)∶载体(体积∶重量)＝100～150∶100～120。
2、 按照权利要求l所述的可用于在线检测甲醛气体浓度的指示物质，其特 征是所述主剂是由浓度为1%的酸性羟胺盐水溶液和浓度为0.1%的氢离子浓 度指示剂乙醇溶液，按体积比为(5 10) : IOO的比例混合均匀而成。
3、 按照权利要求2所述的可用于在线检测甲醛气体浓度的指示物质，其 特征是所述酸性羟胺盐是硫酸羟胺盐或盐酸羟胺盐中的一种。
4、 按照权利要求1或2所述的甲醛气体浓度指示物质，其特征是所述氢离子浓度指示剂为间胺黄、茜素黄、甲基黄中的一种。
5、 按照权利要求1或2所述的甲醛气体浓度指示物质，其特征是所述缓冲溶液是O.lmol/L的Na2COjfI O.lmol/L的NaHC03溶液按1:1的比例混合或 0.1mol/L的Na2C03和0.1mol/LNaOH按1:1的比例混合而成。
6、 按照权利要求1或2所述的甲醛气体浓度指示物质，其特征是所述界 面改性剂是BaCl2'2H20、 MgCl2'6H20、 A1C13'6H20和ZnCl2中的一种。
7、 按照权利要求1或2所述的甲醛气体浓度指示物质，其特征是所述载 体是硅胶、石英砂、陶瓷中的一种。
全文摘要
本发明涉及一种可应用于现场检测甲醛气体浓度的指示物质，指示物质由主剂、助剂、界面改性剂和载体组成，其中主剂是酸性羟胺盐和氢离子浓度指示剂的混合物。将该物质放入设计好的、可根据甲醛浓度不同进行定量显示的各种检测器中即可实现在线检测，用该物质制作的检测器检测方法简便、灵敏，成本低。
文档编号G01N21/78GK101226154SQ20081006388
公开日2008年7月23日 申请日期2008年1月21日 优先权日2008年1月21日
发明者吴红军, 王宝辉, 王新苗, 微 陈 申请人:大庆石油学院