专利名称：一种荧光素和庚烷磺酸钠共插层水滑石的光学pH传感器及其制备方法
技术领域：
本发明属于光学pH传感器制备技术领域，特别涉及一种荧光素和庚烷磺酸钠共 插层水滑石的光学PH传感器及其制备方法。
背景技术：
光学传感器由于其在水运业，血液测试，毒物分析及生物技术领域的广泛应用，目 前已受到广大研究者的关注。而荧光指示团的固定是光学pH传感器获得稳定寿命和信号 至关重要的因素。大多数光学PH指示团被固定在一种适合的，质子可渗透的溶胶凝胶聚合 基质中。然而，聚合物本身所具有的相对高热、光不稳定性，毒性等限制了这种材料在实际 中的应用。因此，寻找一种稳定性高、生物相容性好的基质是非常重要的。
目前，由于发光分子与无机材料结合的复合发光材料具有更优异于两者的性能， 已有相当的研究集中于此复合材料。其中无机层状的阴离子材料-水滑石是一种二维层状 材料，由于其具有多因素可调变性，高光、热稳定性及好的生物相容性得到了广泛的应用。 发光分子插入到水滑石层间显示了独特的优异性能(l)水滑石为发光分子提供了一个限 域、稳定的环境，这是制备固态染料器件的必要条件；(2)发光分子与水滑石的相互作用， 如静电吸引、氢键等，避免了发光分子之间的相互作用而产生的聚集，从而降低了发光分子 的淬灭；(3)水滑石本身所具有的高光、热稳定性提高了发光分子的光、热稳定性；(4)水滑 石可以被制备成胶体溶液满足了其制备光学pH传感器的条件。 实现固定的发光分子薄膜器件化通常有溶剂蒸发法、层层组装法及电泳沉积法。 然而，对于前两种方法分别由于其结合力差和组装厚度小受到一定的限制。电泳沉积法具 有以下优点(1)薄膜的厚度在纳米和微米级可控；(2)成膜快速、连续；(3)可在任意形状 的面上成膜；(4)薄膜与基底有较强的结合力。
发明内容
鉴于上述现有技术的情况，本发明提供一种荧光素和庚烷磺酸钠共插层水滑石的 光学pH传感器及其制备方法。该传感器由导电材料和表面镀覆的荧光素和庚烷磺酸钠共 插层水滑石薄膜组成。本发明的技术方案为首先制备水滑石前体胶体溶液，然后进行离子 交换得到荧光素和庚烷磺酸钠共插层水滑石胶体溶液，最后采用电泳沉积法在导电基底镀 覆成膜，得到具有高取向的光学PH传感器。 本发明制备的荧光素和庚烷磺酸钠共插层水滑石的光学pH传感器由导电材料和 表面镀覆的荧光素和庚烷磺酸钠共插层水滑石薄膜组成，其中荧光素和庚烷磺酸钠共插层 水滑石的分子式为 (M》x (M2) &x (FLU) y (HES) z (OH) 2 mH20， x = 0. 5-0. 8， 10—5《y/z《10—2， m = 0. 3-1. 5为层间结晶水分子数； HES为庚烷磺酸钠，FLU为荧光素，M工为二价金属离子Mg2+、 Zn2+、 Ni2+中的任何一种，M2为三价金属离子Fe3+、 Al3+中的任何一种。
本发明的制备步骤如下 a.将Mi和M2的可溶性无机盐溶于去C(^、去离子水中，配成混合盐溶液，其中Mi和 M2摩尔比为1-3， 1^浓度为0. 01-1. 6M ;用NH3 *H20调节上述混合盐溶液至pH为7-10，得到 浆状液；将此浆状液置于压力容弹中，于110-15(TC反应8-12h，用去C(^、去离子水离心洗 涤1-6次得到浆状物；将l-10g浆状物用100-200ml去0)2、去离子水分散，制备成胶体溶 液，密封保存； b.将荧光素和庚烷磺酸钠溶于去(A、去离子水中，分别配成浓度为10—5-10—4mol/ 1的A溶液和0. 01-2mol/l的B溶液; c.取a步骤中制得的胶体溶液5-20ml， b步骤得到的A溶液l_20ml和B溶液 l-20ml，三者混合于四口烧瓶中，并加入100-200ml去C02、去离子水；用浓度为0. 1-lmol/l NaOH溶液调节pH为7-9，在N2保护下，20-8(TC搅拌反应24_72h，用去0)2、去离子水离心洗 涤1-6次，乙醇离心洗涤1-6次得到桨状物，然后将l-10g桨状物用100-200ml乙醇分散得 到胶体溶液，密封保存； d.取步骤c制得的胶体溶液l-20ml， N2保护下超声处理2-lOmin后，采用电泳沉 积法在导电材料表面电镀l-60min，在导电材料表面铺展成膜，40-8(TC真空干燥10_50h， 得到荧光素和庚烷磺酸钠共插层水滑石的光学pH传感器。 所述的M工为二价金属离子Mg"、Z^+、Ni"中的任何一种；M2为三价金属离子Fe"、 八13+中的任何一种。 所述的导电材料为ITO玻璃，铝，铜，金中的任何一种。
本发明制备优选条件为 a.将Mg2+和Al3+的可溶性无机盐溶于去(A、去离子水中，配成混合盐溶液，其中 Mg2+和Al3+摩尔比为2， Mg2+浓度为1. OM ;用NH3 H20调节上述混合盐溶液至pH为8. 5，得 到浆状液；将此浆状液置于压力容弹中，于140°C反应10h，用去0)2、去离子水离心洗涤4次 得到浆状物；将5g浆状物用150ml去0)2、去离子水分散，制备成胶体溶液，密封保存；
b.将荧光素和庚烷磺酸钠溶于去(A、去离子水中，分别配成浓度为2X 10—5mol/l 的A溶液和0. 02mol/l的B溶液; c.取a步骤中制得的胶体溶液15ml，b步骤得到的A溶液10ml和B溶液lOml，三 者混合于四口烧瓶中，并加入150ml去C02、去离子水；用浓度为O. 2mol/l NaOH溶液调节pH 为8. O，在N2保护下，65t:搅拌反应48h，用去0)2、去离子水离心洗涤4次，乙醇离心洗涤2 次得到桨状物，然后将5g桨状物用100-200ml乙醇分散得到胶体溶液，密封保存；
d.取步骤c制得的胶体溶液20ml ， N2保护下超声处理lOmin后，采用电泳沉积法 在ITO玻璃表面电镀10min，在ITO玻璃表面铺展成膜，65。C真空干燥12h，得到荧光素和庚 烷磺酸钠共插层水滑石的光学PH传感器。 将d步骤中所制备的荧光素和庚烷磺酸钠共插层水滑石的光学pH传感器
(1)进行XRD、 SEM测定，以证明荧光素和庚烷磺酸钠共插层水滑石成功及荧光素 和庚烷磺酸钠共插层水滑石薄膜具有垂直于c轴的方向性； (2)进行元素分析，以确定荧光素和庚烷磺酸钠共插层水滑石薄膜分子式；
(3)在氙灯照射0-7小时，进行光稳定性分析；
(4)在pH值为1-14的溶液中测试其荧光强度。 本发明的优点在于水滑石为发光分子提供了一种稳定、限域的环境；采用电泳 沉积方法使膜的厚度在纳米到微米级可控，且成膜快速、连续，并可在任意形状的面上成 膜，得到的薄膜与基底有较强的结合力；镀覆的高取向荧光素和庚烷磺酸钠共插层水滑石 薄膜使传感器具有良好的PH响应。
图1为本发明实施例1制备的荧光素和庚烷磺酸钠共插层水滑石的光学pH传感 器的X射线粉末衍射图；其中横坐标为2 9 ，单位度；纵坐标为强度；曲线a为镁铝硝酸根 水滑石，b为荧光素和庚烷磺酸钠共插层水滑石粉末，c为荧光素和庚烷磺酸钠共插层水滑 石薄膜，曲线c中令为IT0玻璃基底特征衍射峰。 图2为本发明实施例1制备的荧光素和庚烷磺酸钠共插层水滑石的光学pH传感 器的扫描电镜图。 图3为本发明实施例1制备的荧光素和庚烷磺酸钠共插层水滑石的光学pH传感 器在pH值分别为4. 01， 5. 02， 5. 51， 5. 98， 6. 51， 6. 62， 6. 71， 6. 85， 7. 02， 8. 01， 10. 01， 11. 02
和12. 01条件下的荧光光谱图，其中横坐标为波长，单位纳米；纵坐标为荧光强度。
图4为本发明实施例1的荧光素溶液、荧光素和庚烷磺酸钠共插层水滑石粉末及 荧光素和庚烷磺酸钠共插层水滑石薄膜在光照时间分别为0， 0. 5， 1， 1. 5， 2， 2. 5， 3， 3. 5， 4， 4. 5， 5， 5. 5和6小时的荧光光谱图，其中横坐标为时间，单位小时；纵坐标为荧光强度。
图5为本发明实施例1制备的荧光素和庚烷磺酸钠共插层水滑石的光学pH传感 器分别在pH值5. 02，6. 51和8. 54时，操作循环为1_20次时其荧光强度的变化图，其中横 坐标为操作次数；纵坐标为516纳米处荧光强度值。 图6为本发明实施例1制备的荧光素和庚烷磺酸钠共插层水滑石的光学pH传感 器交替在pH值为5. 02， 6. 51和8. 54时荧光强度变化图，其中横坐标为时间，单位秒；纵坐 标为516纳米处荧光强度值。 图7为本发明实施例2制备的荧光素和庚烷磺酸钠共插层水滑石的光学pH传感 器的X射线粉末衍射图；其中横坐标为2 e ，单位度；纵坐标为强度；曲线a为镁铝硝酸根 水滑石，b为荧光素和庚烷磺酸钠共插层水滑石粉末，c为荧光素和庚烷磺酸钠共插层水滑 石薄膜，曲线c中令为IT0玻璃基底特征衍射峰。 图8为本发明实施例3制备的荧光素和庚烷磺酸钠共插层水滑石的光学pH传感 器的X射线粉末衍射图；其中横坐标为2 e ，单位度；纵坐标为强度；曲线a为锌铝硝酸根 水滑石，b为荧光素和庚烷磺酸钠共插层水滑石粉末，c为荧光素和庚烷磺酸钠共插层水滑 石薄膜，曲线c中令为IT0玻璃基底特征衍射峰。 图9为本发明实施例4制备的荧光素和庚烷磺酸钠共插层水滑石的光学pH传感 器的X射线粉末衍射图；其中横坐标为2 e ，单位度；纵坐标为强度；曲线a为锌铝硝酸根 水滑石，b为荧光素和庚烷磺酸钠共插层水滑石粉末，c为荧光素和庚烷磺酸钠共插层水滑 石薄膜，曲线c中令为IT0玻璃基底特征衍射峰。
具体实施方式
实施例1 : 步骤A :称取15. 38g Mg(N03)2 6H20禾P 11. 25g A1(N03)3 9H20， Mg/Al = 2，溶于 150ml去0)2、去离子水配制混合盐溶液，另取45ml NH3 'H^调节上述混合溶液至pH为8. 5， 得到浆状液；将此浆状液置于压力容弹中，于14(TC反应10h，用去(A、去离子水离心洗涤4 次得到浆状物；将2g浆状物用150ml去0)2、去离子水分散，制备成胶体溶液，密封保存；
步骤B :将荧光素和庚烷磺酸钠溶于去(A、去离子水中，分别配成浓度为 2X10—5mol/l和0. Olmol/1溶液； 步骤C :取步骤A中制得的胶体溶液15ml，步骤B中制备的荧光素溶液10ml，庚烷磺 酸钠溶液10ml于四口瓶中，加入150ml去CO"去离子水；用0. 2mol/l NaOH溶液滴定至pH值 为8. 0 ;在N2保护下，65t:水浴加热搅拌反应48h，用脱C02去离子水离心洗涤4次，乙醇离心 洗涤2次得到桨状物，然后将2g桨状物用150ml乙醇分散，得到胶体溶液，密封保存；
步骤D :取步骤C中密封保存的胶体溶液20ml ， N2保护下超声处理5min，采用电泳 沉积方法在ITO玻璃表面电镀3分钟，65t:真空干燥12h，得到荧光素和庚烷磺酸钠共插层 水滑石的光学pH传感器。 取步骤D制备的光学pH传感器分别在pH值为4. 01，5. 02，5. 51， 5. 98， 6. 51， 6. 62， 6. 71， 6. 85， 7. 02， 8. 01， 10. 01， 11. 02， 12. 0的溶液中测试其荧光强度。 图l表明了荧光素和庚烷磺酸钠共插层水滑石的(003)晶面衍射峰出现在 4. 82° ，对应层间距d。。3为1. 82nm，而镁铝硝酸根水滑石层间距d。。3为0. 87nm。这表明荧 光素和庚烷磺酸钠成功的插入了水滑石层间。图1中的c曲线(101)和(111)峰消失， 说明荧光素和庚烷磺酸钠共插层水滑石膜具有垂直于c轴方向的取向。同时由图2中 SEM图也证明镀覆的荧光素和庚烷磺酸钠共插层水滑石薄膜具有很好的平行于基底的取 向。元素分析结果给出了荧光素和庚烷磺酸钠共插层水滑石的化学式为[Mg。.67Al。.33(0H)2] (FLU)。.。Q1(HES)。.329 (). 51H20。图3中荧光强度随pH值的的增加而增加，说明荧光素和庚烷 磺酸钠共插层水滑石的光学pH传感器对pH具有很好的响应。图4的光稳定性说明荧光素 和庚烷磺酸钠共插层水滑石薄膜的光稳定性较其粉体和荧光素溶液都有了较大的提高。通 过图5所示的重复操作实验说明同一个膜在同一 pH值，即pH值5. 02， 6. 51和8. 54下其荧 光强度的标准偏差分别为只有1. 35%，0. 65%和0. 84X，说明此pH传感器具有很好的操作 稳定性。由图6可以看到此pH传感器具有2秒钟较快的响应值。
实施例2 : 步骤A :称取23. 04g Mg(N03)2 6H20禾P 11. 25g A1(N03)3 9H20， Mg/Al = 3，溶于 150ml去(A、去离子水配制混合盐溶液，另取45ml NH3 H20调节上述混合溶液至pH为8， 得到浆状液；将此浆状液置于压力容弹中，于13(TC反应10h，用去(A、去离子水离心洗涤3 次得到浆状物；将3g浆状物用160ml去0)2、去离子水分散，制备成胶体溶液，密封保存；
步骤B :将荧光素和庚烷磺酸钠用去(A、去离子水，分别配成浓度为2 X 10—5mol/l 和0. Olmol/1溶液； 步骤C :取步骤A中制得的胶体溶液20ml，步骤B中制备的荧光素溶液15ml，庚烷 磺酸钠溶液15ml于四口瓶中，加入150ml去0)2、去离子水；用0. 2mol/l NaOH溶液滴定至 pH值为8. 0 ;在N2保护下，65t:水浴加热搅拌反应48h，用脱C02去离子水离心洗涤5次，乙醇离心洗涤3次得到桨状物，然后将3g桨状物用100ml乙醇分散，得到胶体溶液，密封保 存； 步骤D :取步骤C中密封保存的胶体10ml， N2保护下超声处理5min，采用电泳沉积 方法在IT0玻璃表面电镀10分钟，3(TC真空干燥10h，得到荧光素和庚烷磺酸钠共插层水滑 石的光学pH传感器。 取步骤D制备的光学pH传感器分别在pH值为4. 01，5. 02，5. 51， 5. 98， 6. 51， 6. 62， 6. 71， 6. 85， 7. 02， 8. 01， 10. 01， 11. 02， 12. 0的溶液中测试其荧光强度。 图7表明了荧光素和庚烷磺酸钠共插层水滑石的(003)晶面衍射峰出现在 4. 72° ，对应层间距d。。3为1. 87线而镁铝硝酸根水滑石层间距d。。3为0. 87nm。这表明 荧光素和庚烷磺酸钠成功的插入了水滑石层间。XRD曲线(101)和(111)峰消失，说 明荧光素和庚烷磺酸钠共插层水滑石膜具有垂直于c轴方向的取向。同时由SEM图也 证明镀覆的荧光素和庚烷磺酸钠共插层水滑石薄膜具有很好的平行于基底的取向。元 素分析结果给出了荧光素和庚烷磺酸钠共插层水滑石的化学式为[Mg。.75Al。.25(0H)2] (FLU)。.。Q1(HES)。.329 0.45H20。荧光强度随pH值的的增加而增加，说明荧光素和庚烷磺酸 钠共插层水滑石的光学pH传感器对pH具有很好的响应。通过重复操作实验说明同一个膜 在同一 pH值，即pH值5. 51， 7. 02和10. 01下其荧光强度的标准偏差分别为只有1. 45%， 0. 85%和0. 94%，说明此pH传感器具有很好的操作稳定性。pH传感器具有2秒钟较快的 响应值。 实施例3: 步骤A :称取17. 64g Zn(N03)2 6H20禾口 11. 25g A1(N03)3 9H20， Zn/Al = 2，溶于 150ml去0)2、去离子水配制混合盐溶液，另取45ml NH3 H20调节上述混合溶液至pH为7， 得到浆状液；将此浆状液置于压力容弹中，于12(TC反应10h，用去(A、去离子水离心洗涤3 次得到浆状物；将3g浆状物用160ml去0)2、去离子水分散，制备成胶体溶液，密封保存；
步骤B :将荧光素和庚烷磺酸钠溶于去(A、去离子水中，分别配成浓度为 5X 10—5mol/l和0. 02mol/l溶液； 步骤C :取步骤A中制得的胶体溶液16ml，步骤B中制备的荧光素溶液8ml，庚烷磺 酸钠溶液8ml于四口瓶中，加入150ml去0)2、去离子水；用0. 2mo1/1 NaOH溶液滴定至pH 值为8. 0 ;在N2保护下，65t:水浴加热搅拌反应48h，用脱C02去离子水离心洗涤3次，乙醇 离心洗涤3次得到桨状物，然后将3g桨状物用150ml乙醇分散，得到胶体溶液，密封保存；
步骤D :取步骤C中密封保存的胶体溶液16ml，N2保护下超声处理6min，采用电泳 沉积方法在ITO玻璃表面电镀5分钟，65t:真空干燥13h，得到荧光素和庚烷磺酸钠共插层 水滑石的光学pH传感器。 取步骤D制备的光学pH传感器分别在pH值为4. 01，5. 02，5. 51， 5. 98， 6. 51， 6. 62， 6. 71， 6. 85， 7. 02， 8. 01， 10. 01， 11. 02， 12. 0的溶液中测试其荧光强度。 图8表明了荧光素和庚烷磺酸钠共插层水滑石的(003)晶面衍射峰出现在 4. 60° ，对应层间距d。。3为1. 90线而镁铝硝酸根水滑石层间距d。。3为0. 87nm。这表明 荧光素和庚烷磺酸钠成功的插入了水滑石层间。XRD曲线(101)和(111)峰消失，说 明荧光素和庚烷磺酸钠共插层水滑石膜具有垂直于c轴方向的取向。同时由SEM图也 证明镀覆的荧光素和庚烷磺酸钠共插层水滑石薄膜具有很好的平行于基底的取向。元素分析结果给出了荧光素和庚烷磺酸钠共插层水滑石的化学式为[Zn。.67Al。.33(0H)2] (FLU)。.。Q1(HES)。.329 0. 32H20。荧光强度随pH值的的增加而增加，说明荧光素和庚烷磺酸 钠共插层水滑石的光学pH传感器对pH具有很好的响应。通过重复操作实验说明同一个膜 在同一 pH值，即pH值5. 51， 7. 02和10. 01下其荧光强度的标准偏差分别为只有1. 25%， 0. 75%和0. 96%，说明此pH传感器具有很好的操作稳定性。pH传感器具有2秒钟较快的 响应值。 实施例4 : 步骤A :称取17. 82g Zn(N03)2 6H20禾口 11. 25g A1(N03)3 9H20， Zn/Al = 3，溶于 150ml去0)2、去离子水配制混合盐溶液，另取45ml NH3 '!^0调节上述混合溶液至pH为7. 5， 得到浆状液；将此浆状液置于压力容弹中，于13(TC反应llh，用去(A、去离子水离心洗涤5 次得到浆状物；将lg浆状物用170ml去(A、去离子水分散，制备成胶体溶液，密封保存；
步骤B :将荧光素和庚烷磺酸钠溶于去(A、去离子水中，分别配成浓度为 2X 10—5mol/l和0. 2mo1/1溶液； 步骤C :取步骤A中制得的胶体溶液llml，步骤B中制备的荧光素溶液5ml，庚烷磺 酸钠溶液5ml于四口瓶中，加入160ml去0)2、去离子水；用0. 2mol/l NaOH溶液滴定至pH 值为8. 0 ;在N2保护下，65t:水浴加热搅拌反应48h，用脱C02去离子水离心洗涤3次，乙醇 离心洗涤3次得到桨状物，然后将lg桨状物用150ml乙醇分散，得到胶体溶液，密封保存；
步骤D :取步骤C中密封保存的胶体溶液16ml ， N2保护下超声处理6min，采用电泳 沉积方法在ITO玻璃表面电镀7分钟，6(TC真空干燥llh，得到荧光素和庚烷磺酸钠共插层 水滑石的光学pH传感器。 取步骤D制备的光学pH传感器分别在pH值为4. 01，5. 02，5. 51， 5. 98， 6. 51， 6. 62， 6. 71， 6. 85， 7. 02， 8. 01， 10. 01， 11. 02， 12. 0的溶液中测试其荧光强度。 图9表明了荧光素和庚烷磺酸钠共插层水滑石的(003)晶面衍射峰出现在 4. 92° ，对应层间距d。。3为1. 95nm，而镁铝硝酸根水滑石层间距d。。3为0. 87nm。这表明 荧光素和庚烷磺酸钠成功的插入了水滑石层间。XRD曲线(101)和(111)峰消失，说 明荧光素和庚烷磺酸钠共插层水滑石膜具有垂直于c轴方向的取向。同时由SEM图也 证明镀覆的荧光素和庚烷磺酸钠共插层水滑石薄膜具有很好的平行于基底的取向。元 素分析结果给出了荧光素和庚烷磺酸钠共插层水滑石的化学式为[Zn。.75Al。.25(0H)2] (FLU)。.。。Q1 (HES)。.3299 0. 68H20。荧光强度随pH值的的增加而增加，说明荧光素和庚烷磺酸 钠共插层水滑石的光学pH传感器对pH具有很好的响应。通过重复操作实验说明同一个膜 在同一 pH值，即pH值5. 51， 7. 02和10. 01下其荧光强度的标准偏差分别为只有1. 43%， 0. 96%和0. 94X，说明此pH传感器具有很好的操作稳定性。pH传感器具有2秒钟较快的 响应值。
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权利要求
一种荧光素和庚烷磺酸钠共插层水滑石的光学pH传感器，其特征在于，该传感器由导电材料和表面镀覆的荧光素和庚烷磺酸钠共插层水滑石薄膜组成，其中荧光素和庚烷磺酸钠共插层水滑石的分子式为(M1)x(M2)1-x(FLU)y(HES)z(OH)2·mH2O，x＝0.5-0.8，10-5≤y/z≤10-2，m＝0.3-1.5为层间结晶水分子数；HES为庚烷磺酸钠，FLU为荧光素。
2. —种荧光素和庚烷磺酸钠共插层水滑石的光学pH传感器的制备方法，其特征在于，其制备步骤如下a. 将1^和M2的可溶性无机盐溶于去0)2、去离子水中，配成混合盐溶液，其中Mi和M2摩尔比为1-3， 1^浓度为0. 01-1. 6M ;用NH3 *H20调节上述混合盐溶液至pH为7-10，得到浆状液；将此浆状液置于压力容弹中，于110-15(TC反应8-12h，用去C02、去离子水离心洗涤1_6次得到浆状物；将l-10g浆状物用100-200ml去0)2、去离子水分散，制备成胶体溶液，密封保存；b. 将荧光素和庚烷磺酸钠溶于去(A、去离子水中，分别配成浓度为10—5-10—4mol/l的A溶液和0. 01-2mol/l的B溶液;c. 取a步骤中制得的胶体溶液5-20ml，b步骤得到的A溶液l_20ml和B溶液l_20ml，三者混合于四口烧瓶中，并加入100-200ml去C02、去离子水；用浓度为O. 1-lmol/l NaOH溶液调节pH为7-9，在N2保护下，20-8(TC搅拌反应24-72h，用去0)2、去离子水离心洗涤1_6次，乙醇离心洗涤1-6次得到桨状物，然后将l-10g桨状物用100-200ml乙醇分散得到胶体溶液，密封保存；d. 取步骤c制得的胶体溶液l-20ml， N2保护下超声处理2-10min后，采用电泳沉积法在导电材料表面电镀l-60min，在导电材料表面铺展成膜，40-8(TC真空干燥10-50h，得到荧光素和庚烷磺酸钠共插层水滑石的光学PH传感器。
3. 根据权利要求l所述的一种荧光素和庚烷磺酸钠共插层水滑石的光学pH传感器，其特征在于，所述的M工为二价金属离子Mg、Z^+、Ni"中的任何一种，M2为三价金属离子F^+、八13+中的任何一种。
4. 根据权利要求2所述的一种荧光素和庚烷磺酸钠共插层水滑石的光学pH传感器的制备方法，其特征在于，所述的M工为二价金属离子Mg"、 Zn2+、 Ni2+中的任何一种，M2为三价金属离子？63+、八13+中的任何一种。
5. 根据权利要求1或3所述的一种荧光素和庚烷磺酸钠共插层水滑石的光学pH传感器，其特征在于，所述的导电材料为ITO玻璃，铝，铜，金中的任何一种。
6. 根据权利要求2或4所述的一种荧光素和庚烷磺酸钠共插层水滑石的光学pH传感器的制备方法，其特征在于，所述的导电材料为ITO玻璃，铝，铜，金中的任何一种。
7. 根据权利要求6所述一种荧光素和庚烷磺酸钠共插层水滑石的光学pH传感器的制备方法，其特征在于，其制备条件如下a.将Mg"和Al3+的可溶性无机盐溶于去(A、去离子水中，配成混合盐溶液，其中Mg2+和Al3+摩尔比为2， Mg2+浓度为1. OM ;用NH3 H20调节上述混合盐溶液至pH为8. 5，得到浆状液；将此浆状液置于压力容弹中，于140°C反应10h，用去0)2、去离子水离心洗涤4次得到浆状物；将5g浆状物用150ml去0)2、去离子水分散，制备成胶体溶液，密封保存；b. 将荧光素和庚烷磺酸钠溶于去(A、去离子水中，分别配成浓度为2X10—5mol/l的A 溶液和0. 02mol/l的B溶液;c. 取a步骤中制得的胶体溶液15ml，b步骤得到的A溶液10ml和B溶液10ml，三者混 合于四口烧瓶中，并加入150ml去0)2、去离子水；用浓度为0. 2mol/l NaOH溶液调节pH为 8. O，在N2保护下，65t:搅拌反应48h，用去0)2、去离子水离心洗涤4次，乙醇离心洗涤2次 得到桨状物，然后将5g桨状物用100-200ml乙醇分散得到胶体溶液，密封保存；d. 取步骤c制得的胶体溶液20ml，Nj呆护下超声处理10min后，采用电泳沉积法在ITO 玻璃表面电镀10min，在ITO玻璃表面铺展成膜，65。C真空干燥12h，得到荧光素和庚烷磺酸 钠共插层水滑石的光学pH传感器。
全文摘要
本发明公开了属于光学pH传感器制备技术领域的一种荧光素和庚烷磺酸钠共插层水滑石的光学pH传感器及其制备方法。该传感器由导电材料和表面镀覆的荧光素和庚烷磺酸钠共插层水滑石薄膜组成。其制备方法首先制备水滑石前体胶体溶液，然后进行离子交换得到荧光素和庚烷磺酸钠共插层水滑石胶体溶液，最后采用电泳沉积法在导电基底镀覆成膜。本发明的优点在于水滑石为发光分子提供了一种稳定、限域的环境，电泳沉积方法使膜的厚度在纳米到微米级可控，得到的高取向薄膜使传感器具有良好的pH响应。
文档编号G01N21/64GK101793828SQ201010033948
公开日2010年8月4日 申请日期2010年1月7日 优先权日2010年1月7日
发明者卫敏, 史文颖, 段雪, 陆军 申请人:北京化工大学