一种温度传感材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及一种温度传感材料及其制备方法和应用，所述温度传感材料包括均匀聚苯乙烯基底膜制备，CsPbBr3前驱液合成及CsPbBr3纳米晶体原位结合聚苯乙烯基底膜形成复合物层。所述温度传感材料的制备方法包括：获得聚苯乙烯基底材料，制备CsPbBr3前驱液，以及聚苯乙烯与CsPbBr3前驱液混合层，形成复合包裹层。本发明专利技术提供的温度传感材料具有荧光增强特性，可以实现温度的快速检测，方法快捷，灵敏度高，易于推广使用。广使用。广使用。

【技术实现步骤摘要】
一种温度传感材料及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及温度传感
，具体涉及一种温度传感材料及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]温度传感器，是表征物体的冷热程度并对其进行指示的器件，在科学研究、工农业生产及生命医学等领域有十分重要的应用，如高速流体检测、工业过程监控、生态环境监测、生物体单细胞温度测量等。发展具有较高温度分辨率，且能实现快速响应的温度传感器具有非常重要的意义。利用发光材料的荧光寿命、荧光强度、光谱宽度等发光行为随温度的变化而实现的温度传感，可以满足一些特定环境的测温要求，是一种非常有潜力的光学温度传感选择。
[0003]典型的荧光温度传感材料包括稀土离子和过渡金属离子掺杂的发光材料、量子点、有机染料分子等，如CdSe量子点荧光寿命的温度传感、卟啉铂类化合物掺杂CdSe@SiO2纳米颗粒的温度传感、Fe3O4@SiO2@(pNIPAM-co-RhBITC)Au 复合材料的活体细胞温度传感以及MOF染料复合材料的比率型温度传感等。
[0004]量子点与其它荧光温度传感材料相比，具有较高的荧光量子产率、较窄的半峰宽、发射光区可调及较好的抗光漂白性等优点而显示出良好的应用前景。但一般情况下，量子点的合成难度较大，通常需要在高温且在惰性气体的保护下完成，且量子点的表面缺陷、粒径尺寸及分布等显著影响其发光性能，如发射峰位置、半峰宽和稳定性等，并存在有明显的荧光闪烁现象。这些因素导致温度传感器精密度和准确度的下降，引起传感材料制备中批间重现性的波动。因此，现有的量子温度传感材料存在稳定性差，荧光传感性能不稳定以及温度传感特性不稳定的问题，故而研究荧光发射波长精确可调，发光性能稳定且对温度响应灵敏的温度传感材料具有重要意义。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是为了克服现有温度传感材料稳定性差、荧光传感性能不稳定以及温度传感特性不稳定的缺陷，提供一种荧光发射波长精确可调，发光性能稳定且对温度响应灵敏的温度传感材料。
[0006]为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0007]一种温度传感材料，其包括聚苯乙烯基底膜，所述聚苯乙烯基底膜的表面涂覆有CsPbBr3前驱液，从而所述CsPbBr3前驱液与所述聚苯乙烯基底膜结合形成复合层，所述CsPbBr3前驱液由CsBr与PbBr2制成。
[0008]可选地，所述聚苯乙烯基底膜的厚度为10μm-25μm。
[0009]可选地，所述复合层中，聚苯乙烯、PbBr2及CsBr的质量比为0.01g-0.1g:10 mg-50mg:5mg-20mg。
[0010]可选地，所述温度传感材料具有荧光特性，可以被波长范围450nm-520nm 的光激
发并发射出荧光。
[0011]本专利技术还提供一种上述的温度传感材料的制备方法，其包括以下步骤：
[0012]步骤1：获得均匀的聚苯乙烯基底膜；
[0013]步骤2：按照质量比称取PbBr2与CsBr，加入到第一溶剂中形成CsPbBr3前驱液，之后将所述CsPbBr3前驱液均匀涂覆在步骤1制得的聚苯乙烯基底膜表面，再进行真空干燥处理，获得复合层。显而易见的，CsPbBr3前驱液的制备与步骤1不存在绝对的先后关系，可以是先配制前驱液，再制备聚苯乙烯基底膜，最后将所述前驱液涂覆在聚苯乙烯基底膜表面；也可以是先制备聚苯乙烯基底膜，再配制前驱液，最后将所述前驱液涂覆在聚苯乙烯基底膜表面。
[0014]可选地，所述步骤1中，聚苯乙烯基底膜的制备方法包括：将聚苯乙烯与第二溶剂均匀混合形成混合液后，将所述混合液涂覆在玻璃片表面，真空干燥得均匀的聚苯乙烯基底膜。
[0015]可选地，所述第二溶剂为甲苯，所述聚苯乙烯与甲苯的加量比例为，聚苯乙烯:甲苯＝0.01g-0.1g:0.5mL-3mL。
[0016]可选地，所述步骤2中，第一溶剂为二甲基酰胺或甲苯乙酸乙酯。
[0017]可选地，所述步骤2中，真空干燥的温度为30℃-100℃，烘干时间为0.5h
ꢀ-
3h。
[0018]本专利技术还提供上述温度传感材料的应用，用于温度传感分析。
[0019]可选地，上述温度传感材料的应用包括：将所述温度传感材料制成薄膜并进行温度传感，固定激发波长，并采用外接电热控温器控制温度；在特定温度下，进行荧光变温光谱测定，在样品仓温度预设值达到所述特定温度后，保温 2min-10min后进行光谱采集；绘制荧光特性和温度的关系曲线，从而可以根据检测到的荧光特性得到温度数据。
[0020]最后，本专利技术还提供一种温度传感器，该温度传感器包括上述温度传感材料制成的薄膜，或者包括由上述温度传感材料的制备方法制备得到的薄膜。所述薄膜具有荧光特性，可以被波长范围450nm-520nm的光激发并发射出荧光，所述温度传感器根据荧光的检测情况获得温度数据。
[0021]采用上述技术方案后，本专利技术与
技术介绍
相比，具有如下有益效果：
[0022]1、本专利技术提供的温度传感材料通过将CsPbBr3前驱液均匀涂覆在聚苯乙烯基底膜表面，有效提高了钙钛矿纳米晶材料的稳定性并且CsPbBr3前驱液与聚苯乙烯基底膜结合时形成复合层，该复合层的形成进一步增加温度传感材料整体的稳定性，扩大其可应用范围，实现温度快速传感，从而达到荧光发射波长精确可调，发光性能稳定，对温度的高灵敏度响应、快速传感分析的效果；
[0023]2、本专利技术提供的温度传感材料的制备方法，通过先制备出聚苯乙烯基底膜，然后在该聚苯乙烯基底膜表面涂覆CsPbBr3前驱液，使CsPbBr3纳米晶体原位结合聚苯乙烯基底膜形成复合层，形成复合包裹，通过该两步法，先制备钙钛矿前驱体溶液后形成钙钛矿纳米晶，更有利于钙钛矿纳米晶的稳定性提升，以及荧光性能的提升。同时该两步法制备出的复合薄膜更为均匀，在应用于温度传感时其可重复利用性能更好，对温度的响应更加灵敏；
[0024]3、本专利技术提供的温度传感材料可应用于温度传感器，具有温度快速传感的优势，其无需接触被观测对象，利用荧光特性的线性相关特征，即可快速对温度进行分析。
附图说明
[0025]为了更清楚地说明本专利技术的技术方案，下面将对附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅涉及本专利技术的一些实施例，而非对本专利技术的限制。
[0026]图1是本专利技术一个实施例提供的CsPbBr3@PS膜的实物图片；
[0027]图2是本专利技术一个实施例提供的CsPbBr3@PS膜的荧光变化图片；
[0028]图3是本专利技术一个实施例提供的CsPbBr3@PS膜表面的扫描电镜图；
[0029]图4是本专利技术一个实施例提供的材料CsPbBr3@PS膜的温度变化荧光变温光谱图表征图；
[0030]图5是本专利技术一个实施例提供的材料CsPbBr3@PS膜的40℃-65℃的温度响应变化线性范围图；
[0031]图6是本专利技术一个实施例提供的CsPbBr3@PS膜的稳定性情况考察；
[0032]图本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种温度传感材料，其特征在于：包括聚苯乙烯基底膜，所述聚苯乙烯基底膜的表面涂覆有CsPbBr3前驱液，从而所述CsPbBr3前驱液与所述聚苯乙烯基底膜结合形成复合层，所述CsPbBr3前驱液由CsBr与PbBr2合成制得。2.根据权利要求1所述温度传感材料，其特征在于：所述聚苯乙烯基底膜的厚度为10μm-25μm；任选的，所述复合层中，聚苯乙烯、PbBr2及CsBr的质量比为0.01g-0.1g:10mg-50mg:5mg-20mg；任选的，所述温度传感材料具有荧光特性，可以被波长范围450nm-520nm的光激发并发射出荧光。3.一种如权利要求2所述的温度传感材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤1：获得均匀的聚苯乙烯基底膜；步骤2：按照质量比称取PbBr2与CsBr，加入到第一溶剂中形成CsPbBr3前驱液，之后将所述CsPbBr3前驱液均匀涂覆在步骤1制得的聚苯乙烯基底膜表面，再进行真空干燥处理，获得复合层。4.根据权利要求3所述的温度传感材料的制备方法，其特征在于：所述步骤1中，聚苯乙烯基底膜的制备方法包括：将聚苯乙烯与第二溶剂均匀混合形成混合液后，将所述混合液涂覆在玻璃片表面，真空干燥得均匀的聚苯乙烯基底膜。5.根据权利要求4所述的温度传感材料的制...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭志勇，金静雯，张晨，陈曦，
申请(专利权)人：厦门大学深圳研究院，
类型：发明
国别省市：