[发明专利]一种基于钙钛矿量子点的氨气传感器及氨气定量检测方法

权利要求书

1.一种基于钙钛矿量子点的氨气传感器，其特征在于，其包括：

气敏元件，用于感受氨气的浓度并转换为荧光强度，所述气敏元件中包括一钙钛矿量子点膜，所述钙钛矿量子点膜中的钙钛矿量子点为表面存在缺陷的钙钛矿量子点；

激发光源，用于照射所述气敏元件产生荧光信号；

荧光接收元件，用于接收所述气敏元件产生的荧光信号并记录相应的荧光强度。

2.如权利要求1所述的基于钙钛矿量子点的氨气传感器，其特征在于，所述钙钛矿量子点中钙钛矿的结构式为ABX₃，其中，所述A为甲胺阳离子CH₃NH₃⁺、甲脒阳离子HC(NH₂)₂⁺、铯离子Cs⁺和铷离子Rb⁺中的一种或多种；所述B为铅离子Pb²⁺、锡离子Sn²⁺和锗离子Ge²⁺中的一种或多种；所述X为碘离子I^-、溴离子Br^-和氯离子Cl^-中的一种或多种；其中：

所述A优选为铯离子Cs⁺；

所述B优选为铅离子Pb²⁺；

所述X优选为溴离子Br^-；

优选地，所述钙钛矿量子点为CsPbBr₃量子点。

3.如权利要求1或2所述的基于钙钛矿量子点的氨气传感器，其特征在于，所述钙钛矿量子点采用热注入合成法、气相沉积法、过饱和再结晶法、逆温结晶法或微波法制得；优选地，所述热注入合成法按下述步骤进行：在溶剂中，将A-配体和BX混合，反应，即得所述钙钛矿量子点的前驱体溶液；其中，所述的A同权利要求2中所述的A，所述的B同权利要求2中所述的B，所述的X同权利要求2中所述的X；

所述溶剂优选为十八烯；

所述A-配体中的A优选为铯离子Cs⁺；

所述A-配体中的配体优选为油酸或油胺；

优选地，所述A-配体按下述方法制得，将含A的化合物和配体混合，110～130℃干燥0.5～1.5h，在氮气气氛下、60～200℃反应，即得；其中，所述含A的化合物优选为Cs₂CO₃；

优选地，所述A-配体以0.01moL/mL的浓度和所述BX混合；

优选地，所述热注入合成法中，所述反应结束后，还经离心、洗涤纯化处理；所述离心的条件优选为4000～8000rpm下离心10min；所述洗涤的溶剂优选为乙酸甲酯；所述钙钛矿量子点的前驱体溶液和所述洗涤的溶剂体积比优选为1:(1-1.5)，例如1:1、1:1.2或1:1.5。

4.如权利要求1或2所述的基于钙钛矿量子点的氨气传感器，其特征在于，所述钙钛矿量子点膜附着于所述荧光接收元件表面或载物装置表面；其中：

所述载物装置优选为石英玻璃或柔性基底；所述柔性基底优选为聚乙烯柔性基底、PET基底、PMMA基底或纸张；

优选地，所述钙钛矿量子点膜按下述步骤制得：将钙钛矿量子点的前驱体溶液涂布于所述荧光接收元件表面或所述载物装置表面，即可。

5.如权利要求4所述的基于钙钛矿量子点的氨气传感器，其特征在于，当所述钙钛矿量子点膜附着于所述载物装置表面形成所述气敏元件时，所述气敏元件放置于所述激发光源和所述荧光接收元件之间；

当所述钙钛矿量子点膜附着于所述荧光接收元件表面时，所述荧光接收元件能够接收到所述激发光源发出的光线，即可；

和/或，所述涂布的方法为旋涂涂布法、刮涂涂布法、滴涂涂布法或狭缝挤出涂布法；所述旋涂涂布法中，所述旋涂的条件优选为先1000rpm旋涂10s、然后2000rpm旋涂20s。