[发明专利]用于混凝土孔隙溶液检测传感器的敏感膜

权利要求书

1.用于混凝土孔隙溶液检测传感器的敏感膜，其特征在于，原料主要包括基质材料、石墨烯和敏感材料，所述基质材料选自聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯PVDF、聚氨酯、聚醚砜或聚酰亚胺中的一种或几种，所述敏感材料均匀分散在敏感膜上，敏感膜上有均匀分布的孔结构，与去离子水的接触角小于90°；

所述敏感材料选自氯离子探针、pH值探针、电阻率监测探针、湿度探针中的一种或几种；

所述用于混凝土孔隙溶液检测传感器的敏感膜，通过以下具体步骤制备得到：

(1)前驱体溶液的制备：将1～5重量份的基质材料和0.1～1.5重量份的石墨烯溶解于10～50重量份的有机溶剂二甲基亚砜DMSO中，超声1～3h，磁力搅拌0.5～1.0h得到前驱体溶液；

(2)母液的制备：向上述前驱体溶液中加入3～7重量份的接枝改性剂，在60～80℃油浴剧烈搅拌6～10h，得到均一透明的溶液；溶解于2～5倍质量份的DMF中，室温下搅拌10～60min，得到母液溶液；

(3)喷膜液的制备：向上述母液溶液中加入2-10重量份无机纳米颗粒和一定重量份的敏感材料，磁力搅拌30min后立即使用超声分散仪进行分散四次，得到均质的喷膜液；喷膜溶液中敏感材料的质量浓度为0.05wt％～5wt％；

(4)静电喷雾制膜：取上述3-10mL喷膜液进行静电喷雾制备敏感膜，静电喷雾的条件为：以铜箔或铝箔为衬底，喷雾针头与衬底距离为7～15cm，喷雾速度为2～5μL/min，在直流电压6～15kv条件下沉积薄膜，静电喷雾时间为12min～60min；

所述接枝改性剂选自聚甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酰胺、N-乙烯基吡咯烷酮或聚乙烯吡咯烷酮中的一种或多种，所述无机纳米颗粒选自Al₂O₃、TiO₂、SiO₂中的任意一种或几种。

2.根据权利要求1所述的敏感膜，其特征在于，所述聚氨酯与聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯PVDF或聚醚砜共混作为基质材料。

3.根据权利要求2所述的敏感膜，其特征在于，所述聚氨酯与聚偏氟乙烯材料共混作为基质材料。

4.根据权利要求1所述的敏感膜，其特征在于，所述氯离子探针选自N-取代6-甲氧基喹啉、N-取代6-氨基喹啉、6-甲氧-N-乙基喹啉碘、MQAE、ABQ或光泽精。

5.根据权利要求4所述的敏感膜，其特征在于，所述氯离子探针为MQAE或光泽精。

6.根据权利要求1所述的敏感膜，其特征在于，所述接枝改性剂为聚甲基丙烯酸甲酯和聚乙烯吡咯烷酮。

7.根据权利要求1所述的敏感膜，其特征在于，所述静电喷雾的条件为：喷膜液的质量浓度为0.5～2.5wt％，静电喷雾采用的电压范围为8kv～10kv；静电喷雾的时间为12min～30min。

8.一种用于混凝土孔隙溶液检测的传感器，其特征在于，所述传感器的敏感膜采用权利要求1～7任一所述的敏感膜。

9.根据权利要求8所述的一种用于混凝土孔隙溶液检测传感器，其特征在于，所述敏感材料选自氯离子探针和pH值探针。