本发明专利技术公开了一种测定胶体态量子点薄膜的光谱电化学传感复合探头，其特征在于：在石英光度池内设置有宏量溶液测试腔体和薄层腔体，在薄层腔体的底部有可供毛细管插入的接口；在石英光度池的上端面设置圆形盖板；在圆形盖板上设置有三个电极插孔；在石英光度池外设置有用于使宏量溶液测试腔体接收光的上光路通道和用于使薄层腔体接收光的下光路通道；在石英光度池外设置有光纤接口a和光纤接口b；在石英光度池外设置有遮光罩壳。本发明专利技术的装置能满足多种测试需求，给出标准测试数据，具有一池多用、节约成本、电极更换与透光池清洁方便，以及高的检测精度等特点。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及的一种测定胶体态量子点薄膜的光谱电化学传感复合探头，可用于光电化学测试领域。
技术介绍
半导体量子点具有量子尺寸效应、介电限域效应、多载流子生成与可分离特征，因此，以量子点作为敏化剂的量子点敏化太阳能电池(QDSSC)理论效率可达到66%【Anders Hagfeldt, Gerrit Boschloo, Licheng Sun, Lars Kloo, Henrik Pettersson.Dye-Sensitized Solar Cells.Chem.Rev.，2010，110，6595-6663】，这一特征使得量子点太阳能电池具有重要的研宄价值与应用潜力。量子点的能带随形状尺寸可调也为QDSSC带来了更多的材料选择和新结构开发的空间，QDSSC可通过选择不同能带的量子点及控制粒径的尺寸来实现吸光波长的可控调节，同时提高激子的浓度。在QDSSC的研宄中，电解质氧化还原电对电位与氧化态染料分子能级之间的不匹配是造成电池开路电压和总体效率偏低的主要原因。因此，准确测定量子点在模拟电池环境下的绝对能级位置【Zhong，H.;Lo, S.S.；Mirkovic, T.；Li, Y.；Ding, Y.；Li, Y.；Scholes, G.D.ACS Nano2010, 4, 5253.do1:10.1021/nnl015538】，选取能与电池电解质能级匹配的量子点材料对于提高光电池转换效率具有重要意义。目前测试胶体态量子点薄膜光谱的装置的受光面大多为圆弧面，但是圆弧的凸面对于光的传输不利，传感模式有限，灵敏度不高(只能测定大于nA级光电流)，而且光源的光程难以确定。在光电化学方法中，由于光电流信号由界面反应而产生，故电极的真实表面积与光电流信号紧密相光，而常规胶体态量子点薄膜的受光面积难以控制，致使测试的可控性及实验重复性差。测试光谱电化学的石英光度池上部孔穴顶板多为正方形，虽然能够牢固固定电极位置，但是不能调节工作电极受光面的角度【焦奎，吕刚，孙伟，杨涛，吴俊峰，紫外可见薄层光谱电化学.青岛化工学院学报，2001，22 (3)，0201-0209】。另外，石英光度池的底端的薄层腔体，腔体狭小，难以清洗。
技术实现思路
本专利技术是为避免上述现有技术所存在的不足之处，提供一种测定胶体态量子点薄膜的光谱电化学传感复合探头，旨在使其可以实现胶体态量子点薄膜光谱数据和电化学数据的同时采集，同时灵敏度高、可控性好且重复性好。本专利技术解决技术问题，采用如下技术方案:本专利技术测定胶体态量子点薄膜的光谱电化学传感复合探头，其特点在于:设置一石英光度池，在石英光度池内设置有宏量溶液测试腔体和连通在所述宏量溶液测试腔体下方的薄层腔体，在所述薄层腔体的底部、位于所述石英光度池的侧壁上设置有毛细管接口，在所述毛细管接口内插入有毛细管，所述毛细管一端与薄层腔体连通，另一端伸出在石英光度池外；在所述石英光度池的上端面设置有一用于卡固圆形盖板的圆形盖板孔；在所述圆形盖板上设置有三个分别用于插入工作电极、对电极和参比电极的电极插孔；在所述石英光度池外设置有用于使宏量溶液测试腔体接收光的上光路通道和用于使薄层腔体接收光的下光路通道，所述下光路通道的方向位于所述薄层腔体的厚度方向；在所述上光路通道上、沿所述上光路通道的切面方向设置有用于插入聚四氟乙烯胶垫的胶垫插口，在所述聚四氟乙烯胶垫上设置有多个不同孔径的透光孔，所述透光孔用于控制所述宏量溶液测试腔体的受光面积；在所述石英光度池外、与所述上光路通道呈十字的方向上设置有用于接收宏量溶液测试腔体的光信号的光纤接口 a ;在所述石英光度池外设置有与所述下光路通道的中轴线在同一直线的光纤接口 b，所述下光路通道和所述光纤接口 b位于所述薄层腔体的两侧，所述光纤接口 b用于接收薄层腔体的光信号；在所述石英光度池外设置有遮光罩壳。本专利技术测定胶体态量子点薄膜的光谱电化学传感复合探头，其特点也在于:所述遮光罩壳为一整体式聚四氟乙烯罩壳；所述上光路通道和所述下光路通道皆为设在聚四氟乙烯罩壳上的中空腔；所述光纤接口 a和所述光纤接口 b皆是从石英光度池外壁延伸至所述聚四氟乙烯罩壳外壁的孔；在所述聚四氟乙烯罩壳上向下设置有用于容纳毛细管的贯通槽。所述毛细管接口共两个，分别对称设置在薄层腔体的两侧，且中轴线垂直于所述薄层腔体的厚度方向。本专利技术的复合探头不仅可以用于胶体态量子点薄膜的光谱电化学传感测试，还能用于对光电活性材料(如半导体材料)实现原位光谱电化学测试，紫外可见吸收信号、荧(磷)光信号、溶液体系电致发光以及光生电流信号的采集。下光路通道的直径为0.5cm,上光路通道直径为1.0cm,长度皆为1cm，即控制光源到宏量溶液测试腔体和薄层腔体的光程为1.0cm。下光路通道和上光路通道分别正对与石英光度池的薄层腔体和宏量溶液测试腔体，可以保证光程、光强的准确性，获得高的测定重现性。聚四氟乙烯胶垫上设置有多个不同孔径的透光孔(含直径分别为0.50cm、0.40cm,0.30cm,0.20cm,0.1Ocm及0.060cm的透光孔)，可准确控制宏量溶液测试腔体的受光面积；宏量溶液测试腔体的尺寸1.0cmX 1.0cmX 2.0cm,薄层腔体的尺寸1.0cmX0.1cmX0.5cm薄层腔体仅能够储存微量电解液，该电解液能被电极反应快速消耗掉，形成物质耗竭性电解。与薄层腔体的下方相连通设置有毛细管接口，在毛细管接口内插入毛细管；该毛细管不仅可以实现微量溶液的输入和输出，实现物质在薄层腔体的在线传检测，还可满足薄层腔体的清洗，同时对于溶液中含氧量有特殊的要求的溶液可实现输入惰性气体(n2、He)鼓泡除氧的功能。石英光度池的顶端采用圆形孔设计，安装圆形盖板，可根据工作电极(如ITO电极、各种贵金属网栅电极)受光面受光角度的测试需求进行旋转调节，比方形孔穴顶板只能调节工作电极更为方便、易操作，测试数据更为准确。本专利技术的装置可以实现胶体态量子点薄膜光谱数据和电化学数据的同时采集，能够将包括紫外-可见吸收谱、荧光光谱、电致发光谱、光电流响应谱、衰减谱及量子点电子能级绝对位置的测定基于一体，形成一种多功能光谱电化学复合传感探头，操作方便，可控性好，测试灵敏度高。本专利技术的装置通过在上光路通道入口处安装光源，可以对宏量溶液测试腔体进行光谱数据(如常规的紫外吸收光谱、荧光光谱和磷光光谱)和电化学数据的同时采集(如量子点的电致发光)；通过在下光路通道入口处安装光源，可以对薄层腔体中的溶液进行耗竭性电解，实现光谱数据和电化学数据的同时采集(如紫外-电化学谱图)，一池多用，节省成本。【附图说明】图1为本专利技术测定胶体态量子点薄膜的光谱电化学传感复合探头的正视图；图2为本专利技术测定胶体态量子点薄膜的光谱电化学传感复合探头的侧视图；图3为本专利技术测定胶体态量子点薄膜的光谱电化学传感复合探头的俯视图；图4为本专利技术测定胶体态量子点薄膜的光谱电化学传感复合探头中圆形盖板的示意图；图5为本专利技术测定胶体态量子点薄膜的光谱电化学传感复合探头中聚四氟乙烯胶垫的示意图；图6为实施例1中利用本专利技术探头所测定的不同反应温度、不同反应时间Hot-bubbling方法合成CdS量子点的紫外吸收光谱；图7为实施例2中利用本专利技术探头所测定的CdS量子点的荧光光本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种测定胶体态量子点薄膜的光谱电化学传感复合探头，其特征在于：设置一石英光度池(12)，在所述石英光度池(12)内设置有宏量溶液测试腔体(2)和连通在所述宏量溶液测试腔体(2)下方的薄层腔体(7)，在所述薄层腔体(7)的底部、位于所述石英光度池的侧壁上设置有毛细管接口，在所述毛细管接口内插入有毛细管(5)，所述毛细管(5)一端与薄层腔体(7)连通，另一端伸出在石英光度池外；在所述石英光度池的上端面设置有一用于卡固圆形盖板(13)的圆形盖板孔(1)；在所述圆形盖板(13)上设置有三个分别用于插入工作电极、对电极和参比电极的电极插孔(13a)；在所述石英光度池外设置有用于使宏量溶液测试腔体(2)接收光的上光路通道(9)和用于使薄层腔体(7)接收光的下光路通道(8)，所述下光路通道(8)位于所述薄层腔体(7)的厚度方向；在所述上光路通道(9)上、沿所述上光路通道(9)的切面方向设置有用于插入聚四氟乙烯胶垫(14)的胶垫插口(10)，在所述聚四氟乙烯胶垫(14)上设置有多个不同孔径的透光孔(14a)，所述透光孔(14a)用于控制所述宏量溶液测试腔体(2)的受光面积；在所述石英光度池外、与所述上光路通道(9)呈十字的方向上设置有用于接收宏量溶液测试腔体(2)的光信号的光纤接口a(3)；在所述石英光度池外设置有与所述下光路通道(8)的中轴线在同一直线的光纤接口b(4)，所述下光路通道(8)和所述光纤接口b(4)位于所述薄层腔体(7)的两侧，所述光纤接口b(4)用于接收薄层腔体(7)的光信号；在所述石英光度池外设置有遮光罩壳。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：苗世顶，何淑莲，黄梅，丁丽平，何帅，
申请(专利权)人：合肥工业大学，
类型：发明
国别省市：安徽;34
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