[发明专利]气体传感器及其制备方法、气体浓度检测方法

说明书

本发明公开一种气体传感器及其制备方法、气体浓度检测方法。所述制备方法包括：在透明衬底上制作形成防团聚层；在所述防团聚层上制作形成双荧光量子点层，其中，所述双荧光量子点层由双荧光量子点构成，所述双荧光量子点包括载体颗粒、位于所述载体颗粒的内部的第一荧光量子点和位于所述载体颗粒的表面的第二荧光量子点，所述第一荧光量子点的波长与所述第二荧光量子点的波长不同。解决了量子点成膜团聚的问题，相比液态量子点检测更便于实际应用，可以通过荧光比率的变化，对气体进行更准确有效的特异性检测，比率荧光的变化相比单一荧光的增强和猝灭更容易被人眼观察。

技术领域

本发明属于湿度传感技术领域，具体地讲，涉及一种基于比率荧光纳米复合薄膜的气体传感器及其制备方法、气体浓度检测方法。

背景技术

甲醛(HCHO)是一种无色，可溶的刺激性气体，广泛用于化学合成，医药应用和家庭用品中，对人体健康具有重大危害，已被确认为致癌物质。暴露于高剂量的甲醛环境可能会导致不适，眼睛刺激，泪液，打喷嚏，咳嗽，恶心，最后导致死亡。世界卫生组织(WHO)设定了30分钟内甲醛的暴露指导值为0.07ppm，美国国家职业安全与健康研究所(NIOSH)建议将长期暴露极限限制为1ppm。因此，准确测量室内和室外区域的甲醛浓度对于人体健康和环境保护是必不可少的然而，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。然而，基于荧光量子点的传感器由于量子点成膜的易团聚导致荧光猝灭问题，因此大多数的传感器为液态传感，但是其不易于具有便携性且不易于操作性，更贴合实际应用。此外，单一量子点的荧光容易受到温度、湿度、激发光强度等因素干扰，从而使测量产生误差。

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：如何克服制备过程中量子点发生团聚的问题以及单一量子点荧光易受干扰的问题。

(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：

一种基于比率荧光纳米复合薄膜的气体传感器的制备方法，所述制备方法包括：

在透明衬底上制作形成防团聚层；

在所述防团聚层上制作形成双荧光量子点层，其中，所述双荧光量子点层由双荧光量子点构成，所述双荧光量子点包括载体颗粒、位于所述载体颗粒的内部的第一荧光量子点和位于所述载体颗粒的表面的第二荧光量子点，所述第一荧光量子点的波长与所述第二荧光量子点的波长不同。

优选地，所述在透明衬底上制作形成防团聚层的方法为：

在透明衬底上涂覆聚乙烯醇和二氧化硅的混合溶液或者在透明衬底上依次涂覆聚乙烯醇溶液和二氧化硅溶液，进行真空干燥处理，形成所述防团聚层。

优选地，所述在透明衬底上制作形成防团聚层的方法为：

在透明衬底上涂覆聚乙烯醇溶液以形成聚乙烯醇层；

在所述聚乙烯醇层上涂覆二氧化硅溶液，形成二氧化硅阵列层，所述聚乙烯醇层和所述二氧化硅阵列层共同构成防团聚层。

优选地，在所述防团聚层上制作形成荧光量子点层的方法为：

在所述防团聚层上涂覆双荧光量子点溶液，并进行干燥处理，形成双荧光量子点层。

优选地，所述载体颗粒为二氧化硅颗粒，所述第一荧光量子点的荧光波长与所述第二荧光量子点的荧光波长的差值大于50nm。