Pb5S2I6纳米线自组装膜及其制备方法和在双因素火灾报警中的应用技术

本发明专利技术公开Pb5S2I6纳米线自组装膜及其制备方法和在双因素火灾报警中的应用。所述Pb5S2I6纳米线自组装膜由平均直径为70

【技术实现步骤摘要】
Pb5S2I6纳米线自组装膜及其制备方法和在双因素火灾报警中的应用


[0001]本专利技术属于光电薄膜领域，具体涉及一种Pb5S2I6纳米线自组装膜及其制备方法和在双因素火灾报警中的应用。

技术介绍

[0002]火灾是危害公共安全和社会发展最频繁、最常见的灾害之一。每年火灾造成的死亡人数是飓风、龙卷风、洪水和地震造成死亡人数总和的20倍。火灾的发生通常伴随着有害气体、烟雾颗粒或高温等的产生，火灾报警器正是根据检测这些因素的变化而制成的。而传统的警报器只检测其中的一个因素，这些因素容易受到环境因素的干扰而误报，如香烟烟雾、水汽、粉尘等。频繁的误报会降低公众信心，浪费公共资源。单因素火灾报警器对火灾的准确探测仍然是一个巨大的挑战。
[0003]气和光是火灾初期产生的两大主要物质，精准的检测这两个因素能大大提高火灾预警的精度。半导体金属氧化物具有优良的光、电性能。然而，作为最重要和最广泛应用的气体传感器材料，这些材料存在工作温度高、选择性低的缺点。文献中报道的方法通常采用紫外光或可见光来增强气体传感性能。这种情况下，光只能辅助气体的传感，而起不到独立传感的作用。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供一种Pb5S2I6纳米线自组装膜的制备方法，包括如下步骤：
[0005]将碘化铅、异硫氰酸胍和甲醇混合，将干净的基板置于混合体系中，超声，超声完成后，将带有基板的混合体系封装于密闭反应器中进行溶剂热反应，制备得到所述Pb5S2I6纳米线自组装膜。
[0006]根据本专利技术的实施方案，所述碘化铅、异硫氰酸胍和甲醇的摩尔体积比为 1mmol:(1.2
‑
2)mmol:(120
‑
200)mL，例如为39mmol:65mmol:6000mL。
[0007]根据本专利技术的实施方案，所述基板的材质为氧化铝。
[0008]根据本专利技术的实施方案，所述超声的时间为3
‑
10分钟，例如5分钟。
[0009]根据本专利技术的实施方案，所述溶剂热反应的温度为110
‑
130℃，例如120 ℃。
[0010]根据本专利技术的实施方案，所述溶剂热反应的时间为10
‑
40h，例如20
‑
30h，比如为24h。
[0011]根据本专利技术的实施方案，所述溶剂热反应完成后，自然冷却至室温。
[0012]根据本专利技术优选的实施方案，所述Pb5S2I6纳米线自组装膜的制备方法，包括如下步骤：
[0013]将碘化铅加入装有甲醇的玻璃瓶中，并滴入异硫氰酸胍；将清洗后的基板装入所述玻璃瓶中，超声5分钟，然后将体系封装在25mL的聚四氟乙烯反应器中，通过120℃反应24h，自然冷却至室温，获得Pb5S2I6纳米线自组装膜。
[0014]本专利技术还提供一种Pb5S2I6纳米线自组装膜，优选由上述方法制备得到。
[0015]根据本专利技术的实施方案，所述Pb5S2I6纳米线自组装膜由平均直径为70
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150 nm(例如100nm)的Pb5S2I6纳米线自组装形成。
[0016]根据本专利技术的实施方案，所述Pb5S2I6纳米线自组装膜具有光电性能。
[0017]根据本专利技术的实施方案，在光电响应方面，所述Pb5S2I6纳米线自组装膜具有较宽的检测光谱范围，在250～1500nm波长的光照范围内都有明显的光电流提升。
[0018]根据本专利技术的实施方案，所述Pb5S2I6纳米线自组装膜具有高开关比(103)，以及快的响应恢复速度(1.6/1.25s)。
[0019]本专利技术还提供上述Pb5S2I6纳米线自组装膜在光电气敏传感器中的应用。
[0020]本专利技术还提供一种光电气敏传感器，包含上述Pb5S2I6纳米线自组装膜。
[0021]本专利技术还提供上述Pb5S2I6纳米线自组装膜或光电气敏传感器在双模火灾预警器中的应用。
[0022]根据本专利技术的实施方案，双模火灾预警的方法包括：
[0023]I：在火灾没有发生的时候，也就是正常状态，电流处于低水平；
[0024]II：在检测到气体之后，电流升高，接下来需要通过是否有烟雾的产生来进一步判断火灾的发生；利用烟雾对光的反射能力，如果没有烟雾的产生，即引起电流变化的是环境干扰引起的，光照下由于不存在烟雾的反射，故不会引起电流的进一步变化，将其判断为非真正的火灾信号；
[0025]III：当存在火灾烟雾的情况下，因为反射光引起的电流进一步上升，在超过设定的火灾预警线之后，即会引起火灾报警。
[0026]本专利技术还提供一种双模火灾预警器，含有上述Pb5S2I6纳米线自组装膜或光电气敏传感器。
[0027]本专利技术的有益效果
[0028]本专利技术合成了一种Pb5S2I6纳米线自组装膜，并将该自组装膜做成光电气敏传感器件。通过逻辑门模拟电路，实现了在火灾时产生气体传感的基础上，通过含该自组装膜传感器件的光电响应特性，进一步判断火灾时烟雾的信号。也即：本方法需要气和烟雾双重因素才能引起火灾预警，这大大提高了报警的准确性。相较于现有技术中单一因素检测容易引起误报，本专利技术的Pb5S2I6纳米线自组装膜/光电气敏传感器件的应用可以气和烟雾双重因素来判断火灾的发生，准确性更高。
附图说明
[0029]图1为实施例1制备得到的Pb5S2I6纳米线自组装膜的SEM图。
[0030]图2为实施例1制备得到的Pb5S2I6纳米线自组装膜的光电响应性图。
[0031]图3为实施例2传感测试装置的结构示意图；
[0032]附图标记：1
‑
空气钢瓶，2
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标准气钢瓶，3
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流量计，4
‑
腔体，5
‑
含Pb5S2I6纳米线自组装膜的光电气敏传感器，6
‑
吉时利2602B，7
‑
电脑。
[0033]图4为双模火灾预警方法和电流变化情况。
具体实施方式
[0034]下文将结合具体实施例对本专利技术的技术方案做更进一步的详细说明。应当理解，下列实施例仅为示例性地说明和解释本专利技术，而不应被解释为对本专利技术保护范围的限制。凡基于本专利技术上述内容所实现的技术均涵盖在本专利技术旨在保护的范围内。
[0035]除非另有说明，以下实施例中使用的原料和试剂均为市售商品，或者可以通过已知方法制备。
[0036]实施例1
[0037]将碘化铅(0.018g)加入装有6mL甲醇溶剂的玻璃瓶中，并滴入7μL异硫氰酸胍。将清洗后的基板装入瓶中，超声5分钟，然后将其封装在25mL的聚四氟乙烯反应器中。通过120℃反应24h，自然冷却至室温，获得Pb5S2I6纳米线自组装膜。
[0038]如图1所示，Pb5S2I6纳米线自组装膜中Pb5S2I6纳米线的平均直径为100nm。
[0039]如图2所示，在光电响应方面，Pb5S2I6纳本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种Pb5S2I6纳米线自组装膜的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：将碘化铅、异硫氰酸胍和甲醇混合，将干净的基板置于混合体系中，超声，超声完成后，将带有基板的混合体系封装于密闭反应器中进行溶剂热反应，制备得到所述Pb5S2I6纳米线自组装膜。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述碘化铅、异硫氰酸胍和甲醇的摩尔体积比为1mmol:(1.2
‑
2)mmol:(120
‑
200)mL。优选地，所述基板的材质为氧化铝。3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述溶剂热反应的温度为110
‑
130℃，所述溶剂热反应的时间为10
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40h。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述Pb5S2I6纳米线自组装膜的制备方法，包括如下步骤：将碘化铅加入装有甲醇的玻璃瓶中，并滴入异硫氰酸胍；将清洗后的基板装入所述玻璃瓶中，超声5分钟，然后将体系封装在25mL的聚四氟乙烯反应器中，通过120℃反应24h，自然冷却至室温，获得Pb5S2I6纳米线自组装膜。5...

【专利技术属性】
技术研发人员：王观娥，徐刚，黄桂乾，
申请(专利权)人：中国科学院福建物质结构研究所，
类型：发明
国别省市：