[发明专利]用于气体检测的纳米复合敏感膜及其制备方法

说明书

本发明公开一种用于气体检测的纳米复合敏感膜及其制备方法。该方法包括：提供透明衬底；在所述透明衬底上制作形成透明固定层；在所述透明固定层上制作形成敏感材料层，其中所述敏感材料层中包括量子点材料、金属纳米材料和具有负电性的微纳米透光材料。该敏感膜包括：透明衬底；透明固定层，设置于所述透明衬底上；敏感材料层，设置于所述透明固定层上，其中所述敏感材料层中包括量子点材料、金属纳米材料和具有负电性的微纳米透光材料。在制备过程中加入具有负电性的微纳米透光材料，有效地避免了量子点和金属纳米粒子的团聚问题，有利于提高量子点的活性和荧光强度。制成的敏感膜具有灵敏度高、稳定性好、寿命长、便于携带和操作等诸多优势。

技术领域

本发明属于气体检测技术领域，具体地讲，涉及一种用于气体检测的纳米复合敏感膜及其制备方法。

背景技术

甲醛（HCHO），是一种常见的室内空气污染物，作为“可能的人类致癌物”，甲醛对人类健康和环境构成严重威胁。研究表明，甲醛暴露30分钟允许浓度仅为0.08ppm。美国国家职业安全与健康研究所（NIOSH）将0.016ppm定为最大的长期接触限性，世界卫生组织已经确定了30min的暴露限值为0.08ppm。因此，有必要对甲醛浓度进行及时、准确的监测。然而，许多传统的甲醛检测方法，在造价、操作、准确度上，都存在或多或少的不足，

为了实现更好的性能，对选择性检测材料和有效传感结构进行了广泛的研究。量子点作为荧光无机纳米粒子（FINPs）的主要组成部分，由于其独特的光学特性，近年来已扩展至如传感、荧光成像应用、微阵列等许多领域。研究人员注意到，稀有金属的局部表面等离子体共振能够有效增强量子点的荧光。由于量子点成膜难、金属纳米粒子易团聚等问题，对金属粒子表面等离子体共振增强量子点荧光的应用的研究，存在很多困难。

发明内容

（一）本发明所要解决的技术问题

本发明解决的技术问题是：如何克服量子点和金属纳米粒子易团聚问题以提高量子点的荧光效率。

（二）本发明所采用的技术方案

为解决上述的技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种用于气体检测的纳米复合敏感膜的制备方法，包括：

提供透明衬底；

在所述透明衬底上制作形成透明固定层；

在所述透明固定层上制作形成敏感材料层，其中所述敏感材料层中包括量子点材料、金属纳米材料和具有负电性的微纳米透光材料。

优选地，在所述衬底上制作形成透明固定层的方法包括：

在所述透明衬底上制作形成聚乙烯醇层；

在所述聚乙烯醇层上制作形成二氧化硅阵列层，以形成透明固定层。

优选地，所述二氧化硅阵列层为单层阵列层，且所述二氧化硅阵列层的材料为直径为1μm-999μm的二氧化硅小球。

优选地，所述具有负电性的微纳米透光材料为气相二氧化硅材料，其中所述制备方法还包括：

制备气相二氧化硅溶液；

在所述气相二氧化硅溶液中加入量子点材料，以形成混合溶液；

在所述混合溶液中加入金属纳米材料，以形成敏感材料溶液。

优选地，在所述二氧化硅阵列层上制作形成敏感材料层的方法包括：

将所述敏感材料溶液涂覆在所述二氧化硅阵列层上，并进行干燥处理，以形成敏感材料层。

优选地，采用旋涂方式在所述二氧化硅阵列层上涂覆敏感材料溶液，其中旋涂的转速为50r/s ~ 300r/s。