[发明专利]一种棒束状氧化锌气敏材料的制备方法及其应用

说明书

一种棒束状氧化锌气敏材料的制备方法及其应用，它涉及一种用于检测毒品类似物的棒束状氧化锌气敏材料。本发明是为了解决现有对毒品类似物及滥用药物检测过程中需要对样品进行预处理、操作繁琐、耗时较长、不利于监管部门实时监测的问题。气敏材料的制备：一、将尿素与乙酰丙酮锌混合，溶解在混合溶剂中，转移至水热反应釜中，反应得到前驱体；二、将前驱体经离心分离，分别用去离子水和无水乙醇洗涤后，烘干，然后热处理，即得；该棒束状氧化锌气敏材料用于制备气敏元件来检测毒品类似物。用本发明方法对毒品类似物及滥用药物的操作简单、耗时较短、利于监管部门实时监测。本发明属于检测毒品类似物的领域。

技术领域

本发明涉及一种用于检测毒品类似物的棒束状氧化锌气敏材料。

背景技术

管制类药物滥用问题已经成为全世界关注的焦点，生物体服用少量兴奋剂药物就会对中枢神经系统造成极大影响，短时间内就可造成血压升高、心率加快、失眠、记忆力下降等症状，过量使用也会产生依赖性，造成药物成瘾，因此吸食毒品对人类健康和社会安全造成了严重的危害。所以对滥用药品进行实时监测成为重中之重。目前有关毒品及其类似物检测研究的报道较多，但几乎都是采用仪器分析方法。例如：高效液相色谱法、气相色谱-质谱仪、气相色谱法、毛细管电泳法等。这些检测方法通常先要进行样品采集、溶解等预处理后再经仪器检测，操作相对繁琐且耗时较长，不利于监管部门的实时检测。半导体氧化物气体传感器在气体实时检测方面具有十分明显的优势，但有关氧化锌材料气体传感器在毒品类似物检测中未见报道。

麻黄碱、羟基苯丙胺和乙酰氨基酚均属于毒品类似物，目前对它们的检测报道主要集中在仪器分析方面。以往文献中报道了通过检测三硝基甲苯(TNT)挥发的蒸气实现对易爆物的检测(例如Fukun Liu等文献)。其中利用特殊结构或组成的半导体氧化物对TNT挥发蒸气的敏感性能进行检测的方法相对简单、实用性强，而对于上述毒品类似物以及滥用药物的检测未见有相似方法。ZnO作为一种具有优异物理化学性质的材料，在气体传感器方面应用广泛。例如安冬敏等(专利号201310169457.0)利用低温水热制备了一种棒状氧化锌气敏元件，杜建平等(专利号201610402029.1)利用自组装方法制备的穗状氧化锌棒，但他们制备的氧化锌棒尺寸较大。张国富等使用乙酰丙酮锌为原料，通过水热合成法制备了纳米级ZnO颗粒，反应条件变化对材料的形貌和性能具有重要影响。龚大建等申请了有关有机蒸气检测的专利，虽然本发明检测的物质属于有机物，但是麻黄碱、羟基苯丙胺和乙酰氨基酚不属于有机蒸气类物质。

现有氧化锌纳米棒束的报道中，棒束的组成单元的尺寸较大，尺寸对材料的气敏性能有着十分重要的影响，因此，制备小尺寸纳米棒构筑的棒束将具有更为独特的性能。此外，毒品现有的检测技术当中主要以高效液相色谱法、气相色谱-质谱仪、气相色谱法、毛细管电泳法等。这些检测方法通常先要进行样品采集、溶解等预处理后再经仪器检测，操作相对繁琐且耗时较长，不利于监管部门的实时检测。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有对毒品类似物及滥用药物检测过程中需要对样品进行预处理、操作繁琐、耗时较长、不利于监管部门实时监测的问题，提供了一种棒束状氧化锌气敏材料的制备方法及其应用。

一种棒束状氧化锌气敏材料的制备方法按照以下步骤进行：

一、将尿素与乙酰丙酮锌按摩尔比2～6﹕1的比例混合后，溶解在水和甲醇体积比为1～10﹕1的混合溶剂中，使乙酰丙酮锌溶液的浓度为0.01～0.12mol/L，磁力搅拌得到澄清溶液后，将溶液转移至水热反应釜中，在120～220℃下反应2～20h，得到白色前驱体；

二、将步骤一中得到的前驱体经离心分离，分别用去离子水和无水乙醇洗涤后，在60～120℃烘干6～24h，然后在空气中经500～600℃热处理2～4h，得到氧化锌纳米棒束粉体。

一种棒束状氧化锌气敏材料的应用，该棒束状氧化锌气敏材料用于制备气敏元件来检测毒品类似物；

所述气敏元件的制备方法如下：