利用梯度潤濕表面檢測酒精濃度的方法

利用梯度潤濕表面檢測酒精濃度的方法
【專利摘要】本發明涉及在梯度潤濕表面檢測酒精濃度的方法，利用不同濃度的酒精在梯度潤濕表面流動長度不同這一性質建立酒精濃度和其在梯度潤濕表面流動長度一一對應的標準庫。當需要檢測酒精濃度時，用滴管吸取待檢測酒精溶液，測量其在梯度潤濕表面的流動長度，并將該長度與流動長度?酒精濃度標準庫進行對比，即可得待檢測酒精的濃度。該方法簡單易行，重復性好，可以較準確的檢測出酒精溶液的濃度。
【專利說明】
利用梯度潤濕表面檢測酒精濃度的方法
技術領域
[0001 ]本發明涉及一種利用梯度潤濕表面檢測酒精濃度的方法。
【背景技術】
[0002]灑精易燃易爆，有關的各種工業活動中都要特別注意預防其泄露。從工廠企業到居民家庭，酒精泄露的檢測、監控對人身和財產安全都是十分重要且必不可少的。隨著科學技術逐步提高，人們安全意識增強，對環境安全性和生活舒適性要求的提高，快速及安全的檢測酒精濃度稱為化工生產的重要技術之一，因此，酒精濃度檢測具有十分廣泛的應用價值和市場需求。
[0003]現有的酒精濃度檢測儀器檢測對象多數集中于氣態，少數可檢測液態中所含酒精濃度的方法一般是采用酒精比重計或稱重法來測定，兩者是利用酒精和水的密度不同的原理進行測量的，但是這個方法難以測出精確的酒精含量，尤其是在酒精含量很少的情況下。當需要精確測量含水量很低的酒精濃度時，一般采用氣相色譜法來測定。但是其操作難度更大，清潔要求很高，并且需要和數據表對應查表才可得出具體的酒精濃度，且結果受操作者的影響很大，具有不確定性。

【發明內容】

[0004]針對現有存在的問題，本發明提供一種在梯度潤濕表面進行的酒精濃度檢測方法，該方法不但能準確的檢測出酒精溶液的濃度，還不需要依賴較多的設備。
[0005]本發明所述的利用梯度潤濕表面檢測酒精濃度的方法，包括以下步驟:
[0006]I)制備超疏水二氧化鈦涂覆液:將二氧化鈦粉末與無水乙醇混合后在50?10Hz條件下超聲配成的二氧化鈦懸浮液，再加入硅烷，繼續在50?10Hz條件下超聲混勻，然后室溫下反應1?15h，得到超疏水二氧化鈦涂覆液；，所述的無水乙醇的加入量以二氧化鈦質量計為0.01?0.02g/mL，所述硅烷與二氧化鈦懸浮液體積比為0.01?0.03:1;
[0007]2)制備帶超疏水層的基體:利用旋涂機將超疏水二氧化鈦涂覆液分次旋涂到清洗干凈的基體表面，然后置于烘箱中100?120°C處理I?2h，得到帶超疏水層的基體;所述的超疏水二氧化鈦涂覆液的涂覆用量為0.1?0.2g/cm3;
[0008]3)制備掩膜板:通過高分辨的激光打印機在在膠片上打印出設計好的圖案，其中圖案的參數包括幾何形狀、排布、圖案密度以及圖案間距，得到的帶透光圖案的膠片即為掩膜板;所述的掩膜板從上向下劃分成多個區域，同一區域均布若干透光微圖案，并且所述的透光微圖案的排列方向一致，相鄰區域間透光微圖案間的間距遞減，即相鄰區域的透光的圖案個數遞增，形成梯度變化的圖案組；
[0009]4)制備梯度潤濕表面載體:將帶有梯度透光圖案的掩膜板覆蓋在帶超疏水涂層的基體表面，然后開啟深紫外光(UV)光源，使得超疏水涂層表面在UV光下選擇性曝光，被曝光區域由超疏水轉變為超親水，未被曝光區域仍然保持超疏水，即可將掩膜板上設計的梯度圖案復制到超疏水涂層表面，得到梯度潤濕的表面；
[0010]5)建立流動長度-酒精濃度標準庫:取已知濃度的酒精溶液，用滴管滴在通過步驟I?4得到的梯度潤濕表面載體上，記錄該酒精濃度的水溶液對應的流動長度，按此方法得到水溶液中酒精濃度為I %?99% (間隔為I % )時對應的流動長度，即得到流動長度-酒精濃度對應的標準庫；
[0011]6)測定待測酒精溶液濃度:用滴管吸取與標準庫中體積相等的待測酒精溶液，滴在梯度潤濕表面載體上，記錄其流動長度，然后與步驟5中的流動長度-酒精濃度標準庫對比，即可得到待測酒精溶液的濃度。
[0012]所述的硅烷為十八烷基三甲氧硅烷，按I%?3%的比例滴到制備好的懸浮液中。
[0013]所述的二氧化鈦粒徑為25nm。
[0014]深紫外光曝光時間為10?15min。
[0015]本發明具有以下優點和有益效果:(1)利用不同濃度的酒精溶液在梯度潤濕表面流動長度不同這一性質，來檢測酒精溶液的濃度，方法簡單，操作方便，并且不需要復雜的設備；(2)該方法在浪費很少的情況下就能較準確的檢測出酒精溶液的濃度，并且同一基底可以多次利用，進行不同濃度的檢測。
【附圖說明】
[0016]圖1為實施例一中在計算機軟件輔助下設計的透光區域面積成梯度變化的掩膜板，其中標號表示:1為掩膜板;2為不透光區域;3為透光區域；
[0017]圖2為實施例中濃度為50%的酒精溶液在梯度潤濕表面的流動長度圖；
[0018]圖3為實施例中濃度為33%的酒精溶液在梯度潤濕表面的流動長度圖；
[0019]圖4為實施例中濃度為25%的酒精溶液在梯度潤濕表面的流動長度圖；
[0020]圖5為實施例中濃度為20%的酒精溶液在梯度潤濕表面的流動長度圖。
【具體實施方式】
[0021]下面結合附圖進一步說明本發明
[0022]參照附圖:
[0023]實施例1本發明所述的利用梯度潤濕表面檢測酒精濃度的方法，包括以下步驟:
[0024]I)制備超疏水二氧化鈦涂覆液:將0.1g二氧化鈦粉末與1ml無水乙醇混合后在10Hz條件下超聲30min配成的二氧化鈦懸浮液，再將0.2mL十八烷基三甲氧基硅烷加入上述配成的二氧化鈦懸浮液中，繼續在10Hz條件下超聲混勻，然后室溫下反應12h，得到超疏水二氧化鈦涂覆液；
[0025]2)制備帶超疏水層的基體:按照轉速1000rad/min，旋涂五次，每次五滴的方式將懸浮液旋涂到洗凈的玻璃基底上，最后在烘箱中120 °C處理Ih，得到超疏水表面，液滴在超疏水表面呈現球狀，接觸角為152°，得到帶超疏水層的基體；
[0026]3)制備掩膜板:通過高分辨的激光打印機在在膠片上打印出設計好的圖案，其中圖案的參數包括幾何形狀、排布、圖案密度以及圖案間距，得到的帶透光圖案的膠片即為掩膜板;所述的掩膜板從上向下劃分成多個區域，同一區域均布若干透光微圖案，并且所述的透光微圖案的排列方向一致，相鄰區域間透光微圖案間的間距遞減，即相鄰區域的透光的圖案個數遞增，形成梯度變化的圖案組，如圖1所示，整個圖案寬為5_，長度為10_。
[0027]4)制備梯度潤濕表面載體:將步驟3中帶梯度透光圖案的掩膜板覆蓋在帶超疏水涂層的玻璃基體表面，高度間距為20cm，然后開啟深紫外光(UV)光源，使得超疏水涂層表面在UV光下選擇性曝光，被曝光區域由超疏水轉變為超親水，未被曝光區域仍然保持超疏水，即可將掩膜板上設計的梯度圖案復制到超疏水涂層表面，得到梯度潤濕表面，其中，通過深紫外UV(輻照強度為15mW cm—2，波長為390nm)曝光處理的時間為30min;
[0028]5)建立流動長度-酒精濃度標準庫:取已知濃度的酒精溶液，分別用滴管滴在通過步驟I?4得到的梯度潤濕表面，記錄該酒精濃度的水溶液對應的流動長度，按此方法得到水溶液中酒精濃度為I %?99% (間隔為I % )時對應的流動長度，即得到流動長度-酒精濃度對應的標準庫；
[0029]6)測定待測酒精溶液濃度:用滴管吸取與標準庫中體積相等的待測酒精溶液，滴在梯度潤濕表面，記錄其流動長度后，與步驟5中的流動長度-酒精濃度標準庫對比，即可得到待測酒精溶液的濃度。
[0030]所述的硅烷為十八烷基三甲氧硅烷，按I%?3 %的比例滴到制備好的懸浮液中。
[0031]所述的二氧化鈦粒徑為25nm。
[0032]深紫外光曝光時間為10?15min。
[0033]實施例2用滴管吸取濃度為50 %的酒精溶液，滴1uL在梯度潤濕表面(圖2)，待酒精溶液停止流動，用鋼尺測量其流動長度為8.9mm。重復上述步驟，可得出測定濃度為33 %(圖3 )、25 % (圖4)和20 % (圖5)的酒精溶液的流動長度分別為6mm、4.7mm、4mm，依據此方法即可建立流動長度和酒精濃度一一對應的標準庫，從而檢測未知濃度的酒精。
[0034]本說明書實施例所述的內容僅僅是對發明構思的實現形式的列舉，本發明的保護范圍不應當被視為僅限于實施例所陳述的具體形式，本發明的保護范圍也包括本領域技術人員根據本發明構思所能夠想到的等同技術手段。
【主權項】
1.利用梯度潤濕表面檢測酒精濃度的方法，包括以下步驟: 1)制備超疏水二氧化鈦涂覆液:將二氧化鈦粉末與無水乙醇混合后在50?10Hz條件下超聲配成的二氧化鈦懸浮液，再加入硅烷，繼續在50?10Hz條件下超聲混勻，然后室溫下反應10?15h，得到超疏水二氧化鈦涂覆液；，所述的無水乙醇的加入量以二氧化鈦質量計為0.01?0.02g/mL，所述娃燒與二氧化鈦懸浮液體積比為0.01?0.03:1; 2)制備帶超疏水層的基體:利用旋涂機將超疏水二氧化鈦涂覆液分次旋涂到清洗干凈的基體表面，然后置于烘箱中100?120°C處理I?2h，得到帶超疏水層的基體;所述的超疏水二氧化鈦涂覆液的涂覆用量為0.I?0.2g/cm3 ； 3)制備掩膜板:通過高分辨的激光打印機在在膠片上打印出設計好的圖案，其中圖案的參數包括幾何形狀、排布、圖案密度以及圖案間距，得到的帶透光圖案的膠片即為掩膜板;所述的掩膜板從上向下劃分成多個區域，同一區域均布若干透光微圖案，并且所述的透光微圖案的排列方向一致，相鄰區域間透光微圖案間的間距遞減，即相鄰區域的透光的圖案個數遞增，形成梯度變化的圖案組； 4)制備梯度潤濕表面載體:將帶有梯度透光圖案的掩膜板覆蓋在帶超疏水涂層的基體表面，然后開啟深紫外光(UV)光源，使得超疏水涂層表面在UV光下選擇性曝光，被曝光區域由超疏水轉變為超親水，未被曝光區域仍然保持超疏水，即可將掩膜板上設計的梯度圖案復制到超疏水涂層表面，得到梯度潤濕表面； 5)建立流動長度-酒精濃度標準庫:取已知濃度的酒精溶液，用滴管滴在通過步驟I?4得到的梯度潤濕表面載體上，記錄該酒精濃度的水溶液對應的流動長度，按此方法得到水溶液中酒精濃度從1%到99% (間隔為1% )時對應的流動長度，即得到流動長度-酒精濃度一一對應的標準庫； 6)測定待測酒精溶液濃度:用滴管吸取與標準庫中體積相等的待測酒精溶液，滴在梯度潤濕表面載體上，記錄其流動長度，然后與步驟5中的流動長度-酒精濃度標準庫對比，SP可得到待測酒精溶液的濃度。2.如權利要求1所述的利用梯度潤濕表面檢測酒精濃度的方法，其特征在于:所述的硅烷為十八烷基三甲氧硅烷，按I %?3 %的比例滴到制備好的懸浮液中。3.如權利要求1所述的利用梯度潤濕表面檢測酒精濃度的方法，其特征在于:所述的二氧化鈦粒徑為25nm。4.如權利要求1所述的利用梯度潤濕表面檢測酒精濃度的方法，其特征在于:深紫外光曝光時間為10?15min。
【文檔編號】G01N11/02GK106066293SQ201610273181
【公開日】2016年11月2日
【申請日】2016年4月27日 公開號201610273181.4, CN 106066293 A, CN 106066293A, CN 201610273181, CN-A-106066293, CN106066293 A, CN106066293A, CN201610273181, CN201610273181.4
【發明人】吳化平, 劉愛萍, 魯聰達, 李吉泉, 丁浩, 柴國鐘, 朱凱, 曹彬彬, 吳兵兵
【申請人】浙江工業大學, 浙江理工大學