聚乙烯醇二维光子晶体水凝胶的制备及乙醇响应行为

以单分散的聚苯乙烯微球乳液为原料,采用针尖注射法制备了聚苯乙烯二维光子晶体阵列,采用聚乙烯醇填充二维光子晶体阵列,以戊二醛为交联剂,得到聚乙烯醇二维光子晶体水凝胶(PVA·2DPCH).通过测定PVA·2DPCH在不同浓度的乙醇/水溶液中的德拜环直径(D)变化,研究了PVA·2DPCH对乙醇的响应行为.结果表明,在乙醇体积分数为0~60%范围内,PVA·2DPCH对乙醇没有明显响应,德拜环直径基本保持不变;当乙醇体积分数超过60%时,PVA·2DPCH对乙醇表现出敏感响应,其德拜环直径随乙醇体积分数的增大而增大,响应时间仅需30 s;在乙醇体积分数为60%~100%范围内,PVA·2DPCH的德拜环直径变化(ΔD)与乙醇体积分数(Ve)呈线性相关:当60%≤Ve≤75%时,其线性回归方程为ΔD=50.30 Ve-31.74,r^2=0.9734;当75%<Ve≤100%时,其线性回归方程为ΔD=111.14 Ve-74.03,r^2=0.9902.以制备的PVA·2DPCH为乙醇传感器,利用德拜环法测定市售酒精消毒液中乙醇含量,方法简单快速,兼具无标记、可视化检测的特点.

基于聚丙烯酸二维光子晶体水凝胶的阳离子表面活性剂传感器

以聚苯乙烯二维光子晶体为模板,丙烯酸为功能单体,乙二醇二甲基丙烯酸酯为交联剂,2,2-二乙氧基苯乙酮为引发剂,紫外光引发聚合,制备聚丙烯酸二维光子晶体水凝胶(PAA 2D-PCH),利用德拜环法研究了其对阳离子表面活性剂的刺激响应行为.实验结果表明,在pH=7.4的磷酸盐缓冲溶液中,PAA 2D-PCH对阳离子表面活性剂有灵敏的响应,凝胶体积收缩,引起颗粒间距减小,德拜环直径增大,衍射波长蓝移,当氯化十六烷基吡啶(CPC)、溴化十六烷基吡啶(CPB)、十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)浓度由0增加到4×10-3 mol/L时,德拜环直径分别增加了5.95、5.50、5.05 cm,颗粒间距分别减小了380、364、341 nm;而在阴离子表面活性剂、非离子表面活性剂和两性离子表面活性剂溶液中,PAA 2D-PCH的德拜环直径基本保持不变,表明其对阴离子型、非离子型和两性离子表面活性剂均无响应.该PAA 2D-PCH制备简单,有望作为传感器用于水体中阳离子表面活性剂的检测,无需复杂的仪器设备,操作方便、可重复利用,兼具可视化的特点.

光子晶体水凝胶检测金属离子的研究进展

光子晶体水凝胶在一定的外界刺激下,水凝胶的体积会发生变化,进而引起光子晶体的光子带隙发生变化而产生响应.用光子晶体水凝胶来检测金属离子已成为传感检测领域的研究热点,并为现场实时检测金属离子提供了可能.本文对光子晶体水凝胶在检测金属离子方面的进展进行了综述,并对其未来发展趋势进行展望.