[发明专利]一种pH快速响应变色传感器、制备方法及其应用

权利要求书

1.一种pH快速响应变色传感器的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

（1）将干燥至恒重的原麻纤维，用粉碎机粉碎至粉末状，得到原麻纤维粉末；

（2）将步骤（1）中原麻纤维粉末与氢氧化钠溶液混合后进行碱处理，抽滤洗涤后得到脱胶后麻纤维；

（3）将步骤（2）中脱胶后麻纤维与去离子水混合后进行高速匀浆，得到麻微纤化纤维素匀浆液；

（4）将步骤（3）中麻微纤化纤维素匀浆液先后经液氮温度梯度冷冻和真空冷冻干燥，得到定向取向麻微纤化纤维素气凝胶；

（5）将步骤（4）中定向取向麻微纤化纤维素气凝胶浸入花青素溶液中，然后将吸附花青素的麻微纤化纤维素气凝胶冷冻干燥，得到pH快速响应变色传感器。

2.根据权利要求1所述pH快速响应变色传感器的制备方法，其特征在于：

步骤（1）中原麻纤维可以是苎麻纤维、黄麻纤维或汉麻纤维；粉碎后的原麻纤维粉末粒径为0.05～0.2mm。

3.根据权利要求1所述pH快速响应变色传感器的制备方法，其特征在于：

步骤（2）中氢氧化钠溶液的浓度为5～8wt.%，进行碱脱胶时体系中原麻纤维粉末与氢氧化钠溶液的用量比为1g：50～60 mL。

4.根据权利要求3所述pH快速响应变色传感器的制备方法，其特征在于：

所述碱脱胶处理的温度为80～100℃，碱脱胶处理的时间为2～4h，碱脱胶处理时搅拌转速150～350 rpm，抽滤后用去离子水洗涤至滤液pH 7～8。

5.根据权利要求1所述pH快速响应变色传感器的制备方法，其特征在于：

步骤（3）中匀浆处理的次数为8～10次。

6.根据权利要求5所述pH快速响应变色传感器的制备方法，其特征在于：

进行匀浆处理时体系的固含量为1～2wt.%；

所述匀浆处理的转速为15000～20000rpm，单次匀浆处理的时间为5～8min。

7.根据权利要求1所述pH快速响应变色传感器的制备方法，其特征在于：

步骤（4）中液氮温度梯度冷冻是将匀浆液置于直径10～20 mm的平底玻璃管中，液面高度20～30 mm，将玻璃管置于浸入液氮的金属块上冷冻20～30 min，金属块上表面与液氮液面平齐；所述冷冻干燥的温度为-50℃～-60℃，冷冻时间36～48h，冷冻时环境真空度小于0.1 mbar。

8.根据权利要求1所述pH快速响应变色传感器的制备方法，其特征在于：

步骤（5）中花青素溶液的浓度为30～50 mg/mL，麻微纤化纤维素气凝胶与花青素溶液的用量比为1g：50～60mL；吸附时间为12～24 h；所述冷冻干燥的温度为-50℃～-60℃，冷冻时间36～48h，真空度小于0.1mbar。

9.一种pH快速响应变色传感器，是通过权利要求1至8任一权利要求所述pH快速响应变色传感器的制备方法而制备得到的。

10.权利要求9所述pH快速响应变色传感器的应用，其特征在于是用于在酸碱溶液及酸碱蒸汽中指示pH值。