一种具有酸碱气体响应的荧光胆甾相纤维素纳米晶体薄膜的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种具有酸碱气体响应的荧光胆甾相纤维素纳米晶体薄膜的制备方法，1)制备纤维素纳米晶体悬浮液；2)合成AIE类有机小分子荧光材料；3)制得AIE类荧光悬浮液；4)纤维素纳米晶体悬浮液与AIE类有机小分子荧光材料混合，磁力搅拌后，超声处理；5)进行蒸发诱导共组装过程，得到具有胆甾相结构的荧光纤维素薄膜。本发明专利技术解决了纤维素纳米晶体与非水溶性有机小分子荧光材料的相分离问题，使得胆甾相结构得以保留，成功地制备出具有周期性结构的荧光彩色薄膜。这种兼具荧光特性和胆甾相结构的复合薄膜在酸、碱性气氛下，同时表现出荧光、可见光和圆偏振光多种光学特性的变化，可以精确高效地应用于酸、碱性气体检测，可以重复循环利用。

【技术实现步骤摘要】
一种具有酸碱气体响应的荧光胆甾相纤维素纳米晶体薄膜的制备方法
本专利技术属于光学及复合材料
，涉及一种气体响应且可循环利用的高效率传感器，特别涉及对酸、碱性气体敏感的具有荧光特性的胆甾相纤维素纳米晶体薄膜的制备。
技术介绍
随着工业化的快速发展，各种有毒有害气体及污染粉尘被排放到大气中，这对人类和环境造成了巨大危害。其中，酸碱性废气的危害尤其严重，其在众多行业中产生。重度挥发性的气体如盐酸、氨气等也一直是全球性关注的环境问题，因此，对于酸碱性气体的日常监测是十分重要的。已知的传统电化学气体传感器通常选用金属氧化物和导电聚合物作为传感材料，这是由于这类材料具有高敏感性和选择性探测的特性。然而，许多此类传感器操作较复杂且费用较高，这就限制了其有效实施和发展。因此，迫切需要发展一类具有易操作、高灵敏度、价格低廉、循环稳定和环境友好型特点的气体响应传感器。纤维素作为地球上最丰富的天然可再生高分子，在经过酸水解等处理后可以形成纤维素纳米晶体(cellulosenanocrystal,CNC)溶致胆甾相液晶，蒸发干燥成膜后，其胆甾相结构仍然得到保留，表现出光子晶体的特性，可以选择性反射特定本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有酸碱气体响应的荧光胆甾相纤维素纳米晶体薄膜的制备方法，其特征在于，具体包括以下步骤：1)采用硫酸水解法或TEMPO氧化法处理纤维素制备纤维素纳米晶体悬浮液；2)通过化学反应合成AIE类有机小分子荧光材料，将AIE类有机小分子荧光材料溶于各自的良溶剂中，配制成浓度为10‑3mol/L的溶液；3)移取一定量步骤2)中配制的溶液，逐滴滴加到一定量的去离子水中，磁力搅拌一段时间待混合均匀后，AIE类荧光小分子在水中形成稳定的纳米聚集体，制得AIE类荧光悬浮液；4)按照纤维素纳米晶体悬浮液与AIE类荧光悬浮液体积比1：5‑1:6的范围，取一定量步骤1)中制备的纤维素纳米晶体悬浮液，逐滴滴加到...

【技术特征摘要】
1.一种具有酸碱气体响应的荧光胆甾相纤维素纳米晶体薄膜的制备方法，其特征在于，具体包括以下步骤：1)采用硫酸水解法或TEMPO氧化法处理纤维素制备纤维素纳米晶体悬浮液；2)通过化学反应合成AIE类有机小分子荧光材料，将AIE类有机小分子荧光材料溶于各自的良溶剂中，配制成浓度为10-3mol/L的溶液；3)移取一定量步骤2)中配制的溶液，逐滴滴加到一定量的去离子水中，磁力搅拌一段时间待混合均匀后，AIE类荧光小分子在水中形成稳定的纳米聚集体，制得AIE类荧光悬浮液；4)按照纤维素纳米晶体悬浮液与AIE类荧光悬浮液体积比1：5-1:6的范围，取一定量步骤1)中制备的纤维素纳米晶体悬浮液，逐滴滴加到步骤3)制得的AIE类荧光悬浮液中，磁力搅拌一段时间待混合均匀稳定后，通过超声处理，对胆甾相结构的螺距进行调控；5)取步骤4)中制得的混合悬浮液置于聚苯乙烯皿中，在常温下静置，进行蒸发诱导共组装过程，3-5天后可得到具有胆甾相结构的荧光纤维素薄膜。2.根据权利要求1所述一种具有酸碱气体响应的荧光胆甾相纤维素纳米晶体薄膜的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中AIE类有机小分子荧光材料有多种，例如螺环吡喃或螺噁嗪类化合物，为(9,10-二(2-苯基-2-(2-吡啶基))乙烯基蒽，9,10-二(对-吡啶乙烯基)蒽，四苯乙烯恶唑烷中的任意一种。3.根据权利要求1所述一种具有酸碱气体响应的荧光胆甾相纤维素纳米晶体薄膜的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中磁力搅拌过程中，选择直径5mm长10mm的小磁子，精确控制此过程磁力搅拌的速度范围为500～1500r...

【专利技术属性】
技术研发人员：朴光哲，贺金涛，
申请(专利权)人：青岛科技大学，
类型：发明
国别省市：山东,37