一种功能检测纸及其制备方法和应用
阅读：2发布：2020-08-01
专利汇可以提供一种功能检测纸及其制备方法和应用专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 公开一种功能检测纸及其制备方法和应用，所述功能检测纸的结构中包含高 密度 的 氨 基、羧基、含硫基团，且通过三种基团的协同作用，实现对Ag+、Cu2+的快速和高灵敏度检测；所述功能检测纸是以聚丙烯腈 纤维 为基体，与胺 试剂 进行胺化反应制得胺化聚丙烯晴纤维，再同时与A类、B类两种含硫多元 羧酸 小分子试剂进行酰胺化反应后制备得到聚丙烯腈基功能纤维，最后将聚丙烯腈基功能纤维与漂白纸浆纤维、增强剂混合抄造成纸，制备得到功能检测纸。本发明的功能检测纸简单便携、性能稳定且成本低，可实现对Ag+、Cu2+的快速和高灵敏度检测，对Ag+、Cu2+的检测灵敏度均可达10-7mol/L，检测响应时间为10～120s。，下面是一种功能检测纸及其制备方法和应用专利的具体信息内容。
1.一种功能检测纸，其特征在于，所述功能检测纸的结构中包含高密度的氨基、羧基、含硫基团，且通过三种基团的协同作用，实现对Ag+、Cu2+的快速和高灵敏度检测；
所述功能检测纸是以聚丙烯腈纤维为基体，与胺试剂进行胺化反应，制备得到胺化聚丙烯晴纤维，再同时与A类和B类两种含硫多元羧酸小分子试剂进行酰胺化反应将A类和B类两种含硫多元羧酸小分子试剂化学接枝在纤维上，制备得到聚丙烯腈基功能纤维，最后将聚丙烯腈基功能纤维与漂白纸浆纤维、增强剂混合抄造成纸，制备得到功能检测纸。
2.根据权利要求1所述的一种功能检测纸，其特征在于，所述胺试剂为二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺或聚乙烯亚胺。
3.根据权利要求1所述的一种功能检测纸，其特征在于，所述A类和B类两种含硫多元羧酸小分子试剂，当其化学接枝在纤维上以后，能同时对Ag+、Cu2+实现选择性识别；其中所述A类含硫多元羧酸小分子试剂为3,3'-二硫代二丙酸或二硫代甘醇酸；所述B类含硫多元羧酸小分子试剂为硫代二乙酸、(亚乙基二硫代)二乙酸或亚甲基双硫代乙酸；所述A类含硫多元羧酸小分子试剂对Ag+的检测限较低，B类含硫多元羧酸小分子试剂对Cu2+的检测限较低。
4.根据权利要求1所述的一种功能检测纸，其特征在于，所述A类与B类两种含硫多元羧酸小分子试剂的质量比为大于1:2且小于2:1。
5.根据权利要求1所述的一种功能检测纸，其特征在于，所述增强剂为聚酰胺多胺环氧氯丙烷树脂；所述漂白纸浆纤维为漂白蔗渣浆纤维、漂白木浆纤维和/或漂白竹浆纤维。
6.根据权利要求1所述的一种功能检测纸，其特征在于，所述聚丙烯腈基功能纤维与漂白纸浆纤维的质量比为1:0.5～1.5。
7.根据权利要求1所述的一种功能检测纸，其特征在于，由包括以下步骤的方法制备得到：
S1.胺化聚丙烯晴纤维的制备：将胺试剂溶于水配制成10～90wt％的水溶液，再将聚丙烯腈纤维按3～5wt％浸泡其中，加热至90～110℃，反应4～10h，反应结束后经洗涤、干燥，制得胺化聚丙烯晴纤维；
S2.聚丙烯腈基功能纤维的制备：将胺化聚丙烯晴纤维与A类和B类两种含硫多元羧酸小分子试剂的50～60wt％混合水溶液反应4～8h，制得聚丙烯腈基功能纤维；所述A类与B类两种含硫多元羧酸小分子试剂的质量比为大于1:2且小于2:1，通过调控A类、B类两种含硫多元羧酸小分子试剂的比例来调控协同聚丙烯腈基功能纤维对Ag+、Cu2+的检测灵敏度；所述胺化聚丙烯晴纤维与A类和B类两种含硫多元羧酸小分子试剂总质量比为1:4～8；
S3.功能检测纸的制备：将聚丙烯腈基功能纤维与漂白纸浆纤维按质量比为1:0.5～
1.5混合，加入0.2～1.2wt％的聚酰胺多胺环氧氯丙烷树脂，疏解，抄纸，在100～115℃下干燥4～6min，制得功能检测纸。
8.权利要求1～7任一项所述的功能检测纸的应用，其特征在于，所述功能检测纸应用于水体中Ag+、Cu2+的快速和高灵敏度检测，对Ag+、Cu2+的检测灵敏度均可达10-7mol/L，检测响应时间为10～120s。
9.根据权利要求8所述的功能检测纸的应用，其特征在于，所述功能检测纸应用于水体+ 2+ + 2+ +
中Ag、Cu 的快速和高灵敏度检测时，对Ag、Cu 具有选择性检测的能力，功能检测纸对Ag具有优先选择识别能力，当水体中无Ag+存在时，功能检测纸对Cu2+具有选择性识别能力；当有其他阴、阳干扰离子存在时，功能检测纸对Ag+、Cu2+的检测灵敏度仍然可达10-7mol/L，检测响应时间为10～120s。
一种功能检测纸及其制备方法和应用
技术领域
[0001] 本发明涉及重金属检测技术领域，具体为一种功能检测纸及其制备方法和应用。
背景技术
[0002] 水体环境重金属污染严重影响生态平衡和人类健康，是一个不容忽视的问题。水+ 2+体中超过额定标准的Ag 、Cu 会产生严重的毒害作用，做好检测预防是刻不容缓的。目前Ag+、Cu2+检测主要还是依赖于ICP-MS、AAS、XRF等传统的大型仪器，虽然它们灵敏度高并且检测准确，但仅局限于实验室操作，且检测预处理工作复杂，需要专业人员操作等等，对于一些突发性污染事件或者人们的日常检测需要，并不能提供便携式的现场检测的要求。
[0003] 比色法是一种以肉眼可见的颜色变化为基础，通过比较或测量物质颜色的变化或深浅的变化来确定待测物质以及浓度的方法。这种方法具有制备简单、成本低廉、操作简便、特异性好、灵敏度高、方便现场检测等优点。比色传感技术又分为液相检测和固相检测，而固相检测具有独特的优势，它可以将具备目标能力的物质或官能团通过物理负载或化学等手段至纸、壳聚糖等基材上，制备出具备目标功能的固体材料。目前大多数的固体比色识别材料是采用物理的方法负载到基底材料上，虽简单方便，但是存在结合不稳定，性能易受影响等缺点。随着近年生物质材料的兴起、环保无毒低成本概念的提倡，越来越多的人尝试用化学方法负载到生物质基材上。纸基材料也因其廉价易得、无毒性、易改性等诸多优点而作为显色识别理想基材被应用重金属检测领域。实现基于纸基功能化检测材料的方法大致分为三类：第一类为先合成具有目标功能的化合物再通过连接体负载于基材上；第二类为直接通过物理固定负载在其表面；第三类为在基材化学接枝上可对重金属离子络合的官能团。第三类方法由于可进行不同的组合设计而具多样性与普遍性，且摆脱了前二种方法的不少局限性，目前，此类方法对Ag+、Cu2+检测识别的报道较少，具有可研究开发意义。
发明内容
[0004] 为克服上述现有技术的不足，本发明提供一种简单便携、性能稳定且成本低的功能检测纸，实现对Ag+、Cu2+的快速和高灵敏度检测，可应用于对水体中Ag+、Cu2+的现场快速和高灵敏度检测。
[0005] 本发明的目的在于提供一种功能检测纸；
[0006] 本发明的另一目的在于提供所述功能检测纸的制备方法；
[0007] 本发明的再一目的在于提供所述功能检测纸的应用。
[0008] 本发明的上述目的通过以下技术方案予以实现：
[0010] 所述功能检测纸是以聚丙烯腈纤维为基体，与胺试剂进行胺化反应，制备得到胺化聚丙烯晴纤维，再同时与A类和B类两种含硫多元羧酸小分子试剂进行酰胺化反应将A类和B类两种含硫多元羧酸小分子试剂化学接枝在纤维上，制备得到聚丙烯腈基功能纤维，最后将聚丙烯腈基功能纤维与漂白纸浆纤维、增强剂混合抄造成纸，制备得到功能检测纸。
[0011] 优选地，所述胺试剂为二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺或聚乙烯亚胺。
[0012] 所述A类和B类两种含硫多元羧酸小分子试剂，当其化学接枝在纤维上以后，能同时对Ag+、Cu2+实现选择性识别；其中所述A类含硫多元羧酸小分子试剂为3,3'-二硫代二丙酸或二硫代甘醇酸；所述B类含硫多元羧酸小分子试剂为硫代二乙酸、(亚乙基二硫代)二乙酸或亚甲基双硫代乙酸；所述A类含硫多元羧酸小分子试剂对Ag+的检测限较低，B类含硫多元羧酸小分子试剂对Cu2+的检测限较低。
[0013] 优选地，所述A类与B类两种含硫多元羧酸小分子试剂的质量比为大于1:2且小于2:1。
[0015] 优选地，所述聚丙烯腈基功能纤维与漂白纸浆纤维的质量比为1:0.5～1.5。
[0016] 所述功能检测纸由包括以下步骤的方法制备得到：
[0017] S1.胺化聚丙烯晴纤维的制备：将胺试剂溶于水配制成10～90wt％的水溶液，再将聚丙烯腈纤维按3～5wt％浸泡其中，加热至90～110℃，反应4～10h，反应结束后经洗涤、干燥，制得胺化聚丙烯晴纤维；
[0018] S2.聚丙烯腈基功能纤维的制备：将胺化聚丙烯晴纤维与A类和B类两种含硫多元羧酸小分子试剂的50～60wt％混合水溶液反应4～8h，制得聚丙烯腈基功能纤维；所述A类与B类两种含硫多元羧酸小分子试剂的质量比为大于1:2且小于2:1，通过调控A类、B类两种含硫多元羧酸小分子试剂的比例来调控协同聚丙烯腈基功能纤维对Ag+、Cu2+的检测灵敏度；所述胺化聚丙烯晴纤维与A类和B类两种含硫多元羧酸小分子试剂总质量比为1:4～8。
[0019] S3.功能检测纸的制备：将聚丙烯腈基功能纤维与漂白纸浆纤维按质量比为1:0.5～1.5混合，加入0.2～1.2wt％的聚酰胺多胺环氧氯丙烷树脂，疏解，抄纸，在100～115℃下干燥4～6min，制得功能检测纸。
[0020] 本发明的功能检测纸应用于水体中Ag+、Cu2+的快速和高灵敏度检测，对Ag+、Cu2+的检测灵敏度均可达10-7mol/L，检测响应时间为10～120s。
[0021] 本发明的功能检测纸应用于水体中Ag+、Cu2+的快速和高灵敏度检测时，对Ag+、Cu2+具有选择性检测的能力，功能检测纸对Ag+具有优先选择识别能力，当水体中无Ag+存在时，功能检测纸对Cu2+具有选择性识别能力；当有其他阴、阳干扰离子存在时，功能检测纸对Ag+、Cu2+的检测灵敏度仍然可达10-7mol/L，检测响应时间为10～120s。
[0022] 与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
[0023] (1)本发明以聚丙烯腈纤维为基材，分别通过胺化反应和酰胺化反应，先将胺试剂接枝到聚丙烯腈纤维上制备胺化聚丙烯晴纤维，再同时将A类和B类两种含硫多元羧酸小分子试剂接枝到胺化聚丙烯晴纤维上，从而制备出具有对Ag+、Cu2+显色的聚丙烯腈基功能纤维，可实现对Ag+、Cu2+的可视化检测，其制备过程简单且成本低，检测灵敏度高，对Ag+、Cu2+的检测灵敏度均可达10-7mol/L，检测响应迅速，检测响应时间为10～120s，且该聚丙烯腈基+ 2+功能纤维表现出较好的特异性识别、抗干扰识别检测能力和灵敏度，应用于水体中Ag 、Cu的选择性检测时，对Ag+、Cu2+具有选择性检测的能力，对Ag+具有优先选择识别能力，当水体中无Ag+存在时，对Cu2+具有选择性识别能力；当有其他阴、阳干扰离子(如Pb2+、Cd2+、Mn2+、Mg2+、Ca2+、Al3+、Hg2+、Cr6+、Zn2+、Na+、K+、Cl-、NO3-、SO42-)存在时，对Ag+、Cu2+的检测灵敏度仍然可达10-7mol/L，检测响应时间为10～120s。
[0024] (2)本发明通过化学接枝的方式，克服了传统重金属功能检测材料物理负载于基材上后，易脱落而导致性能不稳定的缺点。
[0025] (3)本发明在制备过程中通过调控A类、B类两种含硫多元羧酸小分子试剂的比例来调控A类、B类含硫多元羧酸小分子在胺化聚丙烯腈纤维上的引入比例，进而协同调控聚丙烯腈基功能纤维对Ag+、Cu2+的检测灵敏度，所制备的聚丙烯腈基功能纤维对Ag+、Cu2+的检-7
测灵敏度均可同时达10 mol/L。本发明实现了两种结构相似的含硫多元羧酸小分子在纤维上的同时定向接枝，有效的结合了A类、B类含硫多元羧酸小分子接枝在纤维上的性能，因此获得的聚丙烯腈基功能纤维可实现对两种重金属(Ag+、Cu2+)的高灵敏度、快速检测，优化传统检测纸只能检测单一重金属离子的性能。
测灵敏度均可同时达10 mol/L。本发明实现了两种结构相似的含硫多元羧酸小分子在纤维上的同时定向接枝，有效的结合了A类、B类含硫多元羧酸小分子接枝在纤维上的性能，因此获得的聚丙烯腈基功能纤维可实现对两种重金属(Ag+、Cu2+)的高灵敏度、快速检测，优化传统检测纸只能检测单一重金属离子的性能。
[0026] (4)本发明将聚丙烯腈基功能纤维与漂白纸浆纤维混合抄造成纸，以聚酰胺环氧氯丙烷作为增强剂，通过控制聚丙烯腈基功能纤维与漂白纸浆纤维的比例，保持了聚丙烯腈基功能纤维对Ag+、Cu2+的检测灵敏度，不影响其应用，同时克服了纤维状的聚丙烯腈基功能纤维不利于携带检测的缺点，检测纸的检测效果更便于可视化观察。
具体实施方式
[0027] 实施例1
[0028] 本发明的功能检测纸，由以下步骤的方法制备得到：
[0029] S1.胺化聚丙烯晴纤维的制备：将二乙烯三胺溶于水配制成10wt％的水溶液，再将聚丙烯腈纤维按3wt％浸泡其中，加热至90℃，反应4h，反应结束后经洗涤、干燥，制得胺化聚丙烯晴纤维。
[0030] S2.聚丙烯腈基功能纤维的制备：将步骤S1制得的胺化聚丙烯晴纤维加入3,3'-二硫代二丙酸和硫代二乙酸两种含硫多元羧酸小分子试剂的50wt％混合水溶液中反应4h，制得聚丙烯腈基功能纤维；3,3'-二硫代二丙酸与硫代二乙酸的质量比为1:1，胺化聚丙烯晴纤维与3,3'-二硫代二丙酸和硫代二乙酸总质量比为1:4。
[0031] S3.功能检测纸的制备：将步骤S2制得的聚丙烯腈基功能纤维与漂白蔗渣浆纤维按质量比为1:0.5混合于水中，质量浓度为0.3wt％，加入聚酰胺多胺环氧氯丙烷树脂
(PAE)，PAE的加入量为聚丙烯腈基功能纤维和漂白蔗渣浆纤维总质量的0.2wt％，用疏解机疏解(4000～5000转)，移至标准抄纸机抄纸，成形后揭纸，在真空干燥器干燥2min，后移至快速干燥机在100℃下干燥4min，制得功能检测纸。
(PAE)，PAE的加入量为聚丙烯腈基功能纤维和漂白蔗渣浆纤维总质量的0.2wt％，用疏解机疏解(4000～5000转)，移至标准抄纸机抄纸，成形后揭纸，在真空干燥器干燥2min，后移至快速干燥机在100℃下干燥4min，制得功能检测纸。
[0032] 实施例2
[0033] 本发明的功能检测纸，由以下步骤的方法制备得到：
[0034] S1.胺化聚丙烯晴纤维的制备：将三乙烯四胺溶于水配制成50wt％的水溶液，再将聚丙烯腈纤维按4wt％浸泡其中，加热至100℃，反应6h，反应结束后经洗涤、干燥，制得胺化聚丙烯晴纤维。
[0035] S2.聚丙烯腈基功能纤维的制备：将步骤S1制得的胺化聚丙烯晴纤维加入3,3'-二硫代二丙酸和(亚乙基二硫代)二乙酸两种含硫多元羧酸小分子试剂的55wt％混合水溶液中反应6h，制得聚丙烯腈基功能纤维；3,3'-二硫代二丙酸与(亚乙基二硫代)二乙酸的质量比为2:1.5，胺化聚丙烯晴纤维与3,3'-二硫代二丙酸和(亚乙基二硫代)二乙酸总质量比为
1:6。
1:6。
[0036] S3.功能检测纸的制备：将步骤S2制得的聚丙烯腈基功能纤维与漂白木浆纤维按质量比为1:1混合于水中，质量浓度为0.3wt％，加入PAE，PAE的加入量为聚丙烯腈基功能纤维和漂白木浆纤维总质量的1.0wt％，用疏解机疏解(4000～5000转)，移至标准抄纸机抄纸，成形后揭纸，在真空干燥器干燥2min，后移至快速干燥机在110℃下干燥5min，制得功能检测纸。
[0037] 实施例3
[0038] 本发明的功能检测纸，由以下步骤的方法制备得到：
[0039] S1.胺化聚丙烯晴纤维的制备：将聚乙烯亚胺溶于水配制成90wt％的水溶液，再将聚丙烯腈纤维按5wt％浸泡其中，加热至110℃，反应10h，反应结束后经洗涤、干燥，制得胺化聚丙烯晴纤维。
[0040] S2.聚丙烯腈基功能纤维的制备：将步骤S1制得的胺化聚丙烯晴纤维加入二硫代甘醇酸和亚甲基双硫代乙酸两种含硫多元羧酸小分子试剂的60wt％混合水溶液中反应8h，制得聚丙烯腈基功能纤维；二硫代甘醇酸与亚甲基双硫代乙酸的质量比为2:3，胺化聚丙烯晴纤维与二硫代甘醇酸和亚甲基双硫代乙酸总质量比为1:8。
[0041] S3.功能检测纸的制备：将步骤S2制得的聚丙烯腈基功能纤维与漂白竹浆纤维按质量比为1:1.5混合于水中，质量浓度为0.3wt％，加入PAE，PAE的加入量为聚丙烯腈基功能纤维和漂白竹浆纤维总质量的1.2wt％，用疏解机疏解(4000～5000转)，移至标准抄纸机抄纸，成形后揭纸，在真空干燥器干燥2min，后移至快速干燥机在110℃下干燥6min，制得功能检测纸。
[0042] 对比例1
[0043] 与实施例1不同的是，步骤S2聚丙烯腈基功能纤维的制备中：3,3'-二硫代二丙酸与硫代二乙酸的质量比为2:1，其他步骤和条件均与实施例1相同。
[0044] 对比例2
[0045] 与实施例1不同的是，步骤S2聚丙烯腈基功能纤维的制备中：3,3'-二硫代二丙酸与硫代二乙酸的质量比为1:2，其他步骤和条件均与实施例1相同。
[0046] 实施例1-3、对比例1-2制备的聚丙烯腈基功能纤维和功能检测纸的性能试验
[0047] (1)聚丙烯腈基功能纤维对Ag+、Cu2+的特异性识别实验
[0048] 实验：分别配置浓度为1×10-3mol/L不同种类的金属离子(Ag+,Cu2+,Pb2+,Cd2+,Mn2+,Mg2+,Ca2+,Al3+,Hg2+,K+,Na+Zn2+,Ba2+)溶液，分别取一定量实施例1-3、对比例1、2制备的功能纤维置于层析柱砂芯上，不断倒入金属离子溶液于层析柱储液球内，以层析柱下方滴出溶液开始计时，将120s后的显色效果进行拍照。同时，设置去离子水为参照样。
[0049] 结果：120s后实施例1-3、对比例1、2制备的聚丙烯腈基功能纤维在Ag+溶液中颜色从原功能纤维的黄色变为深棕色，在Cu2+溶液中颜色从原功能纤维的黄色变为深蓝色，而在其他金属离子溶液中仍表现为原功能纤维的黄色。表明本发明的聚丙烯腈基功能纤维对Ag+ 2+和Cu 具有选择性识别能力。
[0050] (2)聚丙烯腈基功能纤维对Ag+的响应时间及检测下限实验
[0051] 实验：分别配置1×10-3mol/L至1×10-8mol/L不同浓度的Ag+溶液，分别取一定量实施例1-3、对比例1、2制备的功能纤维置于层析柱砂芯上，不断倒入Ag+溶液于层析柱储液球内，以层析柱下方滴出溶液开始计时，将120s内的显色效果进行拍照，并将纤维除水后取出作为对比。同时，设置去离子水为参照样。
[0052] 结果：实施例1-3、对比例1制备的功能纤维的变色程度随Ag+浓度的降低而变浅，直至10-8mol/L毫无变化为止；随着浓度的降低，可肉眼观察到的功能纤维的变色时间随之增加。在1×10-3mol/L浓度时仅用10s就可以看到明显的变棕色，因此功能纤维最快响应时间在10s以内；且颜色随时间而逐渐加深，直至120s后，颜色从原纤维的黄色变化为深棕色。-7
在10 mol/L时起初并没有看到明显变化，但到了100s到120s这段时间内，可肉眼观察到浅棕色的出现。将1×10-8mol/L浓度的纤维与去离子水的纤维相比，颜色无明显变化。再将取出的纤维相互比较，可以把检测下限确定为10-7mol/L。本发明的聚丙烯腈基功能纤维具有高孔隙率和高密度官能团，使Ag+在功能纤维上与官能团快速反应，因此具有良好的敏感度。
在10 mol/L时起初并没有看到明显变化，但到了100s到120s这段时间内，可肉眼观察到浅棕色的出现。将1×10-8mol/L浓度的纤维与去离子水的纤维相比，颜色无明显变化。再将取出的纤维相互比较，可以把检测下限确定为10-7mol/L。本发明的聚丙烯腈基功能纤维具有高孔隙率和高密度官能团，使Ag+在功能纤维上与官能团快速反应，因此具有良好的敏感度。
[0053] 而对比例2制备的功能纤维在1×10-7mol/L浓度时与去离子水的纤维相比，颜色已无明显变化，检测下限为10-6mol/L。表明A类含硫多元羧酸小分子试剂对Ag+的检测限较低，B类含硫多元羧酸小分子试剂对Cu2+的检测限较低，A类与B类两种含硫多元羧酸小分子试剂+ -6的质量比在1:2及以下时，对Ag 检测下限在10 mol/L以下，因此可通过调控A类和B类两种含硫多元羧酸小分子试剂的比例来调控协同聚丙烯腈基功能纤维对Ag+、Cu2+的检测灵敏度。
[0054] (3)聚丙烯腈基功能纤维对Cu2+的响应时间及检测下限实验
[0055] 实验：分别配置1×10-3mol/L至1×10-8mol/L不同浓度的Cu2+溶液，分别取一定量实施例1-3、对比例1、2制备的功能纤维置于层析柱砂芯上，进行显色实验，步骤同(2)。
[0056] 结果：实施例1-3、对比例2功能化纤维的变色程度随Cu2+浓度的降低而变浅，直至10-8mol/L毫无变化为止；随着浓度的降低，可肉眼观察到的功能化纤维的变色时间随之增加。在1×10-3mol/L浓度时仅用10s就可以看到明显的变蓝色，因此功能纤维最快响应时间在10s以内；且颜色随时间而逐渐加深，直至120s后，颜色从原纤维的黄色变化为深蓝色。在
10-7mol/L时起初并没有看到明显变化，但到了100s到120s这段时间内，可肉眼观察到微绿色的出现。将1×10-8mol/L浓度的纤维与去离子水的纤维相比，颜色无明显的变化。再将取出的纤维相互比较，可以把检测下限确定为10-7mol/L。本发明的聚丙烯腈基功能纤维具有高孔隙率和高密度官能团，使Cu2+在功能纤维上与官能团快速反应，因此具有良好的敏感度。
10-7mol/L时起初并没有看到明显变化，但到了100s到120s这段时间内，可肉眼观察到微绿色的出现。将1×10-8mol/L浓度的纤维与去离子水的纤维相比，颜色无明显的变化。再将取出的纤维相互比较，可以把检测下限确定为10-7mol/L。本发明的聚丙烯腈基功能纤维具有高孔隙率和高密度官能团，使Cu2+在功能纤维上与官能团快速反应，因此具有良好的敏感度。
[0057] 而对比例1制备的功能纤维在1×10-7mol/L浓度时与去离子水的纤维相比，颜色已无明显变化，检测下限为10-6mol/L。表明A类含硫多元羧酸小分子试剂对Ag+的检测限较低，2+
B类含硫多元羧酸小分子试剂对Cu 的检测限较低，A类与B类两种含硫多元羧酸小分子试剂的质量比在2:1及以上时，对Cu2+检测下限在10-6mol/L以下，因此可通过调控A类和B类两种含硫多元羧酸小分子试剂的比例来调控协同聚丙烯腈基功能纤维对Ag+、Cu2+的检测灵敏度。
B类含硫多元羧酸小分子试剂对Cu 的检测限较低，A类与B类两种含硫多元羧酸小分子试剂的质量比在2:1及以上时，对Cu2+检测下限在10-6mol/L以下，因此可通过调控A类和B类两种含硫多元羧酸小分子试剂的比例来调控协同聚丙烯腈基功能纤维对Ag+、Cu2+的检测灵敏度。
[0058] (4)聚丙烯腈基功能纤维对Ag+的优先选择识别、对水中混合金属离子的抗干扰实验
[0059] 实验：配制不同浓度(1×10-1mol/L、1×10-2mol/L、1×10-3mol/L、1×10-4mol/L、1×10-5mol/L、1×10-6mol/L、1×10-7mol/L)的混合金属离子(Ag+,Cu2+,Pb2+,Cd2+,Mn2+,Mg2+,Ca2+,Al3+,Hg2+,Cr6+,Zn2+,Na+,K+,Ba2+,Cl-,NO3-,SO42-)溶液各500mL，分别取一定量实施例1-3制备的功能纤维置于层析柱砂芯上，不断倒入配置好的混合金属离子溶液于层析柱储液球内，以层析柱下方滴出溶液开始计时，将120s后的显色效果进行拍照。同时，设去离子水为参照样。
[0060] 结果：当加入含Ag+的混合金属离子溶液120s后，即便存在Cu2+比色的干扰，功能纤维显示深棕色(Ag+的显色)，表明其对Ag+具有优先选择识别能力；当加入不含Ag+的混合金2+ + 2+
属离子溶液后，功能纤维显示深蓝色(Cu 的显色)。以上现象表明功能纤维即便对Ag、Cu均显色，但在加入含有Ag+、Cu2+的混合金属离子溶液并且在检测限以内时，功能纤维对Ag+具有优先选择性；而加入无Ag+有Cu2+的混合金属离子溶液时，功能对Cu2+具有选择性，即功能纤维对Ag+的选择性大于Cu2+，也就是说，功能纤维在混合金属离子中优先识别Ag+，如无+ + 2+
Ag或浓度低于Ag检测限则识别Cu 。
属离子溶液后，功能纤维显示深蓝色(Cu 的显色)。以上现象表明功能纤维即便对Ag、Cu均显色，但在加入含有Ag+、Cu2+的混合金属离子溶液并且在检测限以内时，功能纤维对Ag+具有优先选择性；而加入无Ag+有Cu2+的混合金属离子溶液时，功能对Cu2+具有选择性，即功能纤维对Ag+的选择性大于Cu2+，也就是说，功能纤维在混合金属离子中优先识别Ag+，如无+ + 2+
Ag或浓度低于Ag检测限则识别Cu 。
[0061] 此外，可以看出即便在其他阴、阳干扰离子(如Pb2+、Cd2+、Mn2+、Mg2+、Ca2+、Al3+、Hg2+、Cr6+、Zn2+、Na+、K+、Cl-、NO3-、SO42-)存在的条件下，功能纤维也不会受到它们的影响，依然对Ag+、Cu2+响应变色，且检测限不受影响，因此本发明的聚丙烯腈基功能纤维对其他金属离子表现出优异的抗干扰能力。
[0062] (5)功能检测纸对Ag+检测限实验
[0063] 实验：将实施例1-3制备的功能检测纸用剪刀剪成大小相近的圆片，将一片圆片放入层析柱内进行显色。步骤同(2)。
[0064] 结果：在1×10-3mol/L浓度时10s可以看到明显的浅棕色，且颜色随时间而逐渐加深，直至120s后，颜色从原功能检测纸的黄色变为深棕色。功能检测纸在120s后的变色程度均随Ag+浓度的降低而变浅。到10-7mol/L时在层析柱内肉眼并没有看到明显变化，但把取出的检测纸之间相互对比，还是能看到10-7mol/L与去离子水的纸相比发生了些许颜色变化。功能检测纸的变色识别效果相对于功能纤维有些许所弱化，这是因为与漂白纸浆纤维混
抄，使单位面积内有效的基团减少，识别基团的密度相应减少，但通过控制聚丙烯腈基功能纤维与漂白纸浆纤维的比例仍能保持聚丙烯腈基功能纤维对Ag+的检测灵敏度，不影响其应用。
抄，使单位面积内有效的基团减少，识别基团的密度相应减少，但通过控制聚丙烯腈基功能纤维与漂白纸浆纤维的比例仍能保持聚丙烯腈基功能纤维对Ag+的检测灵敏度，不影响其应用。
[0065] (6)功能检测纸对Cu2+检测限实验
[0066] 实验：将实施例1-3制备的功能检测纸用剪刀剪成大小相近的圆片，将一片圆片放入层析柱内进行显色。步骤同(3)。
[0067] 结果：在1×10-3mol/L浓度时10s可以看到明显的淡绿色，且颜色随时间而逐渐加深，直至120s后，颜色从原功能检测纸的黄色变为深蓝色。功能检测纸在120s后的变色程度2+ -7
均随Cu 浓度的降低而变浅。到10 mol/L时在层析柱内肉眼并没有看到明显变化，但把取出的检测纸之间相互对比，还是能看到10-7mol/L与去离子水的纸相比发生了些许颜色变化。功能检测纸的变色识别效果相对于功能纤维有些许所弱化，这是因为与漂白纸浆纤维混抄，使单位面积内有效的基团减少，识别基团的密度相应减少，但通过控制聚丙烯腈基功
2+
能纤维与漂白纸浆纤维的比例仍能保持聚丙烯腈基功能纤维对Cu 的检测灵敏度，不影响其应用。
均随Cu 浓度的降低而变浅。到10 mol/L时在层析柱内肉眼并没有看到明显变化，但把取出的检测纸之间相互对比，还是能看到10-7mol/L与去离子水的纸相比发生了些许颜色变化。功能检测纸的变色识别效果相对于功能纤维有些许所弱化，这是因为与漂白纸浆纤维混抄，使单位面积内有效的基团减少，识别基团的密度相应减少，但通过控制聚丙烯腈基功
2+
能纤维与漂白纸浆纤维的比例仍能保持聚丙烯腈基功能纤维对Cu 的检测灵敏度，不影响其应用。
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