本发明专利技术涉及一种传感膜及其制造方法、传感器、溶解氧浓度检测方法。该传感膜包括荧光层和遮光层；荧光层包含聚合物基质A、分散在聚合物基质A中的荧光指示剂和能量转移物质，能量转移物质为其荧光发射峰与荧光指示剂的Q带吸收峰有重叠或相近的荧光物质，聚合物基质A为选自有机硅橡胶、聚异戊二烯系橡胶、羧酸纤维素系化合物、乙烯基聚硅氧烷/(甲基)丙烯酸系共聚物、苯乙烯均聚物、苯乙烯/卤代苯乙烯系共聚物、苯乙烯/(甲基)丙烯酸烷基酯系共聚物、除了苯乙烯/(甲基)丙烯酸酯系共聚物以外的(甲基)丙烯酸酯系聚合物中的至少一种。该传感器包括上述传感膜。该溶解氧浓度检测方法使用上述传感器。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种传感膜及其制造方法、传感器、溶解氧浓度检测方法。
技术介绍
1、溶解氧是指溶解在水中的分子态氧。在水质监测中，水中溶解氧的含量在一定程度上反应了水质受污染程度。当水中溶解氧过低时，厌氧菌快速繁殖，导致有机物腐败，水质变坏，同时由于水中氧气不足，将导致水中鱼虾类缺氧而死。所以把溶解氧作为水质评价的重要参数之一，溶解氧越少，表明污染程度越严重。
2、为了监测水中溶解氧的含量，目前可以采用主要有碘量法、电化学法、分光光度法和荧光法等溶解氧含量检测方法。其中，荧光法是利用氧对某些荧光物质的荧光有淬灭作用，根据荧光强度和淬灭的时间长度判断氧气浓度。荧光法的反应迅速，可在线实时监测，具有成本低、灵敏度高、易维护、周围环境对其影响小等优点。因此，荧光法受到广泛地关注。荧光法中所使用的传感膜通常至少包括具有荧光指示剂的荧光层和遮光保护层。
3、尽管传统上对于传感膜的各构成层均有研究，但是，传感膜的响应性的改进依然存在空间。而且，在传感膜的响应均匀性也应受到重视，然而，对于这些性能的改善，现有技术中鲜有报道。
技术实现思路
1、专利技术要解决的问题
2、针对本领域上述存在的缺陷，本专利技术所要解决的技术问题在于提供一种传感膜，其兼具优异且均匀的响应性、进一步还具有改善的耐磨性。
3、本专利技术所要解决的技术问题还在于提供一种传感膜的制造方法，其能够以低成本且容易地得到兼具优异且均匀的响应性、进一步还具有改善的耐磨性的传感膜。
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p>4、本专利技术所要解决的技术问题还在于提供一种传感器，其兼具优异且均匀的响应性、进一步还具有改善的耐磨性的传感膜。5、本专利技术所要解决的技术问题还在于提供一种溶解氧浓度检测方法，根据荧光寿命得到氧浓度，膜的一致性较好。
6、用于解决问题的方案
7、根据本专利技术专利技术人的潜心研究，发现通过以下技术方案的实施，能够解决上述技术问题：
8、[1].一种传感膜，其包括：
9、荧光层，
10、遮光层；
11、所述荧光层包含聚合物基质a、分散在所述聚合物基质a中的荧光指示剂和能量转移物质，
12、所述能量转移物质为其荧光发射峰与所述荧光指示剂的q带吸收峰有重叠或相近的荧光物质；
13、所述聚合物基质a为选自有机硅橡胶、聚异戊二烯系橡胶、羧酸纤维素系化合物、乙烯基聚硅氧烷/(甲基)丙烯酸系共聚物、苯乙烯均聚物、苯乙烯/卤代苯乙烯系共聚物、苯乙烯/(甲基)丙烯酸烷基酯系共聚物、除了苯乙烯/(甲基)丙烯酸酯系共聚物以外的(甲基)丙烯酸酯系聚合物中的至少一种。
14、[2].根据[1]所述的传感膜，其中，所述荧光指示剂为选自金属卟啉类指示剂、金属吡啶类指示剂、金属邻菲罗啉类指示剂中的至少一种，优选地为金属卟啉类指示剂；所述能量转移物质为香豆素类化合物或量子点，优选地选自香豆素545t和香豆素6中的至少一种。
15、[3].根据[1]或[2]所述的传感膜，其中，相对于100质量％所述聚合物基质a，所述荧光指示剂的含量为0.025～3质量％，所述能量转移物质的含量为0.05～5质量％；
16、所述能量转移物质的质量为所述荧光指示剂的质量的0.1倍以上且20倍以下；
17、所述荧光层的厚度为1μm以上且20μm以下；
18、所述荧光层的透过率为90％以上。
19、[4].根据[1]～[3]中任一项所述的传感膜，其中，
20、所述遮光层为遮光层b1，所述遮光层b1包括第一层b11，所述第一层b11包含聚合物基质b和分散在聚合物基质b中的黑色颜料，所述聚合物基质b为选自羧酸纤维素系化合物、乙烯基聚硅氧烷/(甲基)丙烯酸系共聚物、苯乙烯均聚物、苯乙烯/卤代苯乙烯系共聚物、单烯烃/(甲基)丙烯酸系共聚物、(甲基)丙烯酸酯系聚合物中的至少一种，或者
21、所述遮光层为遮光层b2，所述遮光层b2包括第一层b21和第二层b22，第一层b21为硅酮胶层，第二层b22为聚酰胺层。
22、[5].根据[4]所述的传感膜，其中，
23、所述遮光层b1的厚度为90μm以上且160μm以下；并且/或者，
24、所述遮光层b2的厚度为90μm以上且200μm以下。
25、[6].根据[4]或[5]所述的传感膜，其中，所述黑色颜料为选自炭黑、铁黑、碳管中的至少一种；所述黑色颜料的尺寸为3000目以上；相对于100质量％的所述第一层b11，所述黑色颜料的含量为1～20质量％。
26、[7].根据[4]～[6]中任一项所述的传感膜，其中，所述聚合物基质b为选自乙烯基聚硅氧烷/(甲基)丙烯酸系共聚物、乙烯基聚硅氧烷/(甲基)丙烯酸酯系共聚物、苯乙烯均聚物、苯乙烯/(甲基)丙烯酸烷基酯系共聚物、苯乙烯/(甲基)丙烯酸卤代烷基酯系共聚物、羧酸纤维素系化合物、单烯烃/(甲基)丙烯酸系共聚物、单烯烃/(甲基)丙烯酸酯系共聚物、(甲基)丙烯酸酯的均聚物中的至少一种。
27、[8].根据[1]～[7]中任一项所述的传感膜，其中，还包括位于所述荧光层与所述遮光层之间的反射层，
28、所述反射层包括聚合物基质c和分散在所述聚合物基质c中的白色颜料，
29、所述反射层的厚度为20μm以上且40μm以下；并且/或者，
30、所述传感膜的无氧荧光寿命μ0为40～150μs，空气荧光寿命μair为10～26μs，比值μ0/μair为3以上，空气-无氧水响应时间为小于600s。
31、[9].一种根据[1]～[8]中任一项所述的传感膜的制造方法，其包括：
32、将荧光指示剂、能量转移物质、聚合物基质a溶解于有机溶剂中以得到溶液a，所述溶液a中的所述聚合物基质a的浓度为30～60质量％，进而在基材上涂覆所述溶液a并干燥，以形成荧光层；
33、形成遮光层。
34、[10].一种传感器，其包括根据[1]～[8]中任一项所述的传感膜。
35、[11].一种溶解氧浓度检测方法，所述方法包括：使用根据[10]所述的传感器，所述传感器中的传感膜受光激发后在设定时间内荧光强度变化，根据所述荧光强度得到荧光寿命，根据所述荧光寿命得到氧浓度。
36、专利技术的效果
37、通过以上技术方案的实施，本专利技术能够获得以下技术效果：
38、本专利技术的传感膜能够显示出优异且均匀的响应性；另外，由于遮光层的特定组成，可进一步使传感膜还显示出优异的耐磨性。
39、本专利技术的制造方法通过采用溶液状原料，可以容易地且以低成本制备本专利技术的传感膜，易于工业规模的生产。
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【技术保护点】
1.一种传感膜，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的传感膜，其特征在于，所述荧光指示剂为选自金属卟啉类指示剂、金属吡啶类指示剂、金属邻菲罗啉类指示剂中的至少一种，优选地为金属卟啉类指示剂；所述能量转移物质为香豆素类化合物或量子点，优选地选自香豆素545T和香豆素6中的至少一种。
3.根据权利要求1或2所述的传感膜，其特征在于，相对于100质量％所述聚合物基质A，所述荧光指示剂的含量为0.025～3质量％，所述能量转移物质的含量为0.05～5质量％；
4.根据权利要求1～3中任一项所述的传感膜，其特征在于，
5.根据权利要求4所述的传感膜，其特征在于，
6.根据权利要求4或5所述的传感膜，其特征在于，所述黑色颜料为选自炭黑、铁黑、碳管中的至少一种；所述黑色颜料的尺寸为3000目以上；相对于100质量％的所述第一层B11，所述黑色颜料的含量为1～20质量％。
7.根据权利要求4～6中任一项所述的传感膜，其特征在于，所述聚合物基质B为选自乙烯基聚硅氧烷/(甲基)丙烯酸系共聚物、乙烯基聚硅氧烷/(甲基)丙烯酸酯系共聚物、苯乙烯均聚物、苯乙烯/(甲基)丙烯酸烷基酯系共聚物、苯乙烯/(甲基)丙烯酸卤代烷基酯系共聚物、羧酸纤维素系化合物、单烯烃/(甲基)丙烯酸系共聚物、单烯烃/(甲基)丙烯酸酯系共聚物、(甲基)丙烯酸酯的均聚物中的至少一种。
8.根据权利要求1～7中任一项所述的传感膜，其特征在于，还包括位于所述荧光层与所述遮光层之间的反射层，
9.一种根据权利要求1～8中任一项所述的传感膜的制造方法，其特征在于，包括：
10.一种传感器，其特征在于，其包括根据权利要求1～8中任一项所述的传感膜。
11.一种溶解氧浓度检测方法，其特征在于，所述方法包括：使用根据权利要求10所述的传感器，所述传感器中的传感膜受光激发后在设定时间内荧光强度变化，根据所述荧光强度得到荧光寿命，根据所述荧光寿命得到氧浓度。
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【技术特征摘要】
1.一种传感膜，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的传感膜，其特征在于，所述荧光指示剂为选自金属卟啉类指示剂、金属吡啶类指示剂、金属邻菲罗啉类指示剂中的至少一种，优选地为金属卟啉类指示剂；所述能量转移物质为香豆素类化合物或量子点，优选地选自香豆素545t和香豆素6中的至少一种。
3.根据权利要求1或2所述的传感膜，其特征在于，相对于100质量％所述聚合物基质a，所述荧光指示剂的含量为0.025～3质量％，所述能量转移物质的含量为0.05～5质量％；
4.根据权利要求1～3中任一项所述的传感膜，其特征在于，
5.根据权利要求4所述的传感膜，其特征在于，
6.根据权利要求4或5所述的传感膜，其特征在于，所述黑色颜料为选自炭黑、铁黑、碳管中的至少一种；所述黑色颜料的尺寸为3000目以上；相对于100质量％的所述第一层b11，所述黑色颜料的含量为1～20质量％。
7.根据权利要求4～6中...
【专利技术属性】
技术研发人员：请求不公布姓名，请求不公布姓名，请求不公布姓名，
申请(专利权)人：芯视界北京科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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