氧气指示剂是应用于气调包装(MAP)中无损检测包装完整性的一种新型智能包装技术。它具有经济、简单、可靠、灵敏等优点,在食品包装领域有很好的应用前景。因此,本文设计并研制了系列基于石墨烯/二氧化钛(GN/Ti02)复合材料,并作为氧气指示剂用于智能包装。论文的主要内容和结果如下:(1)本文采用改进的Hummers法制备了氧化石墨(GO),通过X-射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)、红外光谱(FT-IR)、拉曼光谱(Raman)等手段对其结构进行表征。结果表明,GO层间接入许多极性含氧基团,改进Hummers法制备GO是成功的。(2)用自制的GO和钛酸丁酯(Ti(OBu)4)为原料,通过水热法,制备了不同反应时间和不同GO添加比例的复合材料(GNT)。通过XRD、SEM、TEM等测试手段,发现GNT材料的晶型都是单一锐钛矿型,且GN与Ti02之间是以化学键的形式复合在一起。其优选的反应时长为6 h,优选的比例是3%。(3)选用亚甲基蓝、复合光催化剂、聚乙烯醇和羟乙基纤维素、甘油作为优选的油墨配方,通过球磨混合制备出氧气敏感性指示剂油墨。油墨光催化速率和恢复速率都比采用单一二氧化钛的要快,恢复时间随着复合比例的增加而缩小,说明GN作载体能够提高复合材料的催化活性,也有助于提高油墨颜色恢复速度。(4)通过研究GNT3%配方的油墨光催化和颜色恢复过程,发现颜色恢复过程复合一级动力学规律,恢复速率较大,对油墨在光催化反应过程中进行动力学行为分析有所影响。GNT3%E油墨重复光催化和颜色恢复过程五次后,仍然保持原有活性。综上所述,本文研制的基于复合光催化剂的氧气指示剂由于其光催化活性高、颜色恢复快、对氧气灵敏度高等优势,可作为一项智能包装技术,应用于无损指示氧气泄漏的食品包装中。