氧传感器荧光膜的制作方法、氧传感器荧光膜及氧传感器技术

氧传感器荧光膜的制作方法、氧传感器荧光膜及氧传感器，该方法包括如下步骤：S1：将荧光指示剂包覆于ZIF

【技术实现步骤摘要】
氧传感器荧光膜的制作方法、氧传感器荧光膜及氧传感器


[0001]本专利技术涉及传感器
，尤其是一种氧传感器荧光膜的制作方法、氧传感器荧光膜及氧传感器。

技术介绍

[0002]在生物、医学、环境、工业过程等诸多领域需要对气态氧或溶解氧浓度进行测定。
[0003]与传统氧传感技术相比，基于荧光猝灭效应的荧光
‑
氧传感技术具有响应速度快、平衡时间短、测试过程不消耗氧、可低温工作等特性。由于以上优点，荧光氧传感器在国际上已被广泛用于化学、生物、临床医学及环境监测等领域中。
[0004]荧光猝灭效应主要是利用氧对某些荧光物质的荧光有猝灭作用，根据荧光强度或者猝灭时间判定氧含量。荧光
‑
氧传感器的关键部件为可产生荧光发射的荧光氧敏感膜材料。敏感膜通常是采用将荧光化合物包埋在固体基质中、然后涂布成膜的方法形成的。
[0005]技术的发展对于荧光
‑
氧传感器的响应速度的要求越来越高。基于上述原理及结构，荧光指示剂分子在载体上的负载量、分散程度以及成膜有机基质的氧渗透率是制约荧光
‑
氧传感器响应速度提高的关键。

技术实现思路

[0006]有鉴于此，本专利技术提供了一种氧传感器荧光膜的制作方法、氧传感器荧光膜及氧传感器，该方法制作的氧传感器能够提高荧光指示剂在载体上的分散程度及均一性，以及提高该氧传感器荧光膜的透气性，提高氧传感器对氧气的灵敏度，缩短响应时间。
[0007]本专利技术提供了一种氧传感器荧光膜的制作方法，包括如下步骤：
[0008]S1：将荧光指示剂包覆于ZIF
‑
8材料内，以得到包覆有荧光指示剂的ZIF
‑
8复合材料；
[0009]S2：制备荧光层混合溶液，该荧光层混合溶液内含有包覆有荧光指示剂的ZIF
‑
8复合材料；
[0010]S3：提供一基底，将所述荧光层混合溶液固化于所述基底上，以在所述基底上形成荧光层；
[0011]S4：在所述荧光层远离所述基底的一侧形成遮光透气层。
[0012]进一步地，在形成所述包覆有荧光指示剂的ZIF
‑
8复合材料时，该方法还包括：
[0013]将六水合硝酸锌溶于A溶液中，并加入表面活性剂，以得到含有锌离子的A溶液；以及将2
‑
甲基咪唑及荧光指示剂溶于B溶液中，得到含有荧光指示剂及2
‑
甲基咪唑的B溶液；
[0014]将A溶液与B溶液混合，并通过搅拌、离心及干燥，得到包覆有荧光指示剂的ZIF
‑
8复合材料。
[0015]进一步地，所述A溶液为甲醇溶液，所述B溶液为甲醇与四氢呋喃混合溶液。
[0016]进一步地，所述表面活性剂为十六烷基三甲基溴化铵、聚环氧乙烷
‑
聚环氧丙烷
‑
聚环氧乙烷三嵌段共聚物、司班、吐温、聚乙烯吡咯烷酮中的一种或几种的混合物。
[0017]进一步地，所述荧光指示剂为PtOEP、PtOEPK或PtTFPP铂卟啉类配合物、三(2，2
’‑
联吡啶)钌(Ⅱ)络合物、三(1，10
‑
邻菲咯啉)钌(Ⅱ)络合物、三(4.7
‑
二苯基
‑
1.10
‑
邻菲咯啉)钌(Ⅱ)络合物或三(5
‑
氨基
‑
1,10
‑
邻菲咯啉)钌(Ⅱ)中的一种或多种。
[0018]进一步地，在进行S2步骤时，将包覆有荧光指示剂的ZIF
‑
8复合材料与聚合物基质共同溶于有机溶液中，以形成荧光层混合溶液。
[0019]进一步地，在所述包覆有荧光指示剂的ZIF
‑
8复合材料内，ZIF
‑
8材料与荧光指示剂的摩尔比为10000：1～15；在荧光层内，包覆有荧光指示剂的ZIF
‑
8复合材料与聚合物基质的质量比为1:100～1000。
[0020]进一步地，在形成遮光透气层时，该方法包括：将遮光透气层原料与固化剂均匀混合，并加入遮光颜料均匀搅拌以形成遮光透气层混合物，将所述遮光透气层混合物涂覆于所述荧光层远离所述基底的一侧上，并进行固化，以形成所述遮光透气层。
[0021]本专利技术还提供了一种氧传感器荧光膜，由上述的氧传感器荧光膜的制作方法制作而成。
[0022]本专利技术还提供了一种氧传感器，包括上述的氧传感器荧光膜。
[0023]在本专利技术中，通过将荧光指示剂包覆于ZIF
‑
8材料内，以形成包覆有荧光指示剂的ZIF
‑
8复合材料，然后将该复合材料分散于荧光层内。由于ZIF
‑
8材料具有多孔结构，荧光指示剂可以较为容易地包覆于ZIF
‑
8内这能够防止荧光指示剂在荧光层内发生聚集，提高荧光指示剂在荧光层内的均一性；进一步地，ZIF
‑
8的多孔结构与聚合物基质的孔隙结合，组成了气体扩散通道，增强了膜的透气性。因此，该氧传感器荧光膜可以有效提高了荧光指示剂在聚合物基质中的分散，保证了荧光层内的均一性；另一方面，ZIF
‑
8与聚合物基质的协同作用，使得该氧传感器荧光膜能够具有较高的透气性，以对氧气的灵敏度跟响应时间进行提升。
[0024]进一步地，本专利技术在遮光透气层内加入遮光颜料，保证氧气传递的同时阻隔其他光信号和污染物的干扰，使用四面涂膜仪进行涂覆可以控制保护层厚度，制备薄层保护层以减小氧传感膜的厚度。氧传感膜的厚度薄体积小，有利于进一步应用于小型化氧气检测器件，完善的保护结构能够防水抗污染，每片传感膜之间差异性小，膜片随时更换也不影响氧传感器的测量精度。上述说明仅是本专利技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本专利技术的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本专利技术的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。
附图说明
[0025]图1所示为本专利技术实施例提供的氧传感器荧光膜的制作方法的各步骤的流程示意图。
[0026]图2所示为本专利技术提供的氧传感器荧光膜在加入不同组分的ZIF
‑
8材料及荧光指示剂后，氧传感器荧光膜的相位变化。
[0027]图3所示为在ZIF
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8材料与荧光指示剂的摩尔比例在10000:12时，不同的复合材料与聚合物基质的质量比的情况下对氧传感器荧光膜的性能的影响。
[0028]图4所示为本专利技术实施例提供的氧传感器荧光膜的结构示意图。
具体实施方式
[0029]为更进一步阐述本专利技术为达成预定专利技术目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，详细说明如下。
[0030]本专利技术提供了一种氧传感器荧光膜的制作方法、氧传感器荧光膜及氧传感器，该方法制作的氧传感器能够提高荧光指示剂在本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种氧传感器荧光膜的制作方法，其特征在于：包括如下步骤：S1：将荧光指示剂包覆于ZIF
‑
8材料内，以得到包覆有荧光指示剂的ZIF
‑
8复合材料；S2：制备荧光层混合溶液，该荧光层混合溶液内含有包覆有荧光指示剂的ZIF
‑
8复合材料；S3：提供一基底，将所述荧光层混合溶液固化于所述基底上，以在所述基底上形成荧光层；S4：在所述荧光层远离所述基底的一侧形成遮光透气层。2.根据权利要求1所述的氧传感器荧光膜的制作方法，其特征在于：在形成所述包覆有荧光指示剂的ZIF
‑
8复合材料时，该方法还包括：将六水合硝酸锌溶于A溶液中，并加入表面活性剂，以得到含有锌离子的A溶液；以及将2
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甲基咪唑及荧光指示剂溶于B溶液中，得到含有荧光指示剂及2
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甲基咪唑的B溶液；将A溶液与B溶液混合，并通过搅拌、离心及干燥，得到包覆有荧光指示剂的ZIF
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8复合材料。3.根据权利要求2所述的氧传感器荧光膜的制作方法，其特征在于：所述A溶液为甲醇溶液，所述B溶液为甲醇与四氢呋喃混合溶液。4.根据权利要求1所述的氧传感器荧光膜的制作方法，其特征在于：所述表面活性剂为十六烷基三甲基溴化铵、聚环氧乙烷
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聚环氧丙烷
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聚环氧乙烷三嵌段共聚物、司班、吐温、聚乙烯吡咯烷酮中的一种或几种的混合物。5.根据权利要求1所述的氧传感器荧光膜的制作方法，其特征在于：所述荧光指示剂为PtOEP、PtOEPK或PtTFPP...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋远强，汪波，宋付膑，蔡剑，揭斌勇，
申请(专利权)人：浙江清华柔性电子技术研究院，
类型：发明
国别省市：