【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及氧傳感，具體為一種光學(xué)氧傳感材料的可視化信息防偽和動態(tài)加密應(yīng)用。
技術(shù)介紹
1、基于光學(xué)原理的氧氣檢測方法由于可實時監(jiān)測以及便捷性的優(yōu)勢引起科研工作者極大興趣。從早期的各種顯色反應(yīng)，到經(jīng)典的紫外-可見分光光度法輔助比色檢測，以及如今基于光致發(fā)光變化的比色傳感，可視化光學(xué)傳感法由于其現(xiàn)象直觀、讀取方便以及滿足快檢需求的特性在光學(xué)氧傳感和新材料研究領(lǐng)域備受矚目。
2、可視化光學(xué)傳感研究建立在人眼對可見光強度及顏色變化的區(qū)分基礎(chǔ)上，可分為基于單一發(fā)射峰強度變化的傳感模式，基于多發(fā)射峰的比率型傳感模式，以及基于波長移動的傳感模式。雖然依靠單一發(fā)射峰強度變化的傳感體系可獲得一定的可視化傳感效果，但基于多發(fā)射峰的傳感體系可利用對氧氣具有不同響應(yīng)特征的發(fā)射峰組合，以其中信號峰與參比峰相對強度的變化實現(xiàn)目視比色并提高傳感靈敏度，從而表現(xiàn)出更顯著的亮度變化或色調(diào)差異，利于構(gòu)建具備更良好可視化效果且高效、準確的氧傳感器。
3、一些簡易智能設(shè)備也作為信號采集與轉(zhuǎn)化的端口也被引入可視化傳感中。豐富的發(fā)光材料種類和傳感設(shè)計理念為可視化傳感奠定了良好的發(fā)展基礎(chǔ)，同時減少了對大型儀器的使用依賴。
4、鉛鹵鈣鈦礦具有組成結(jié)構(gòu)可調(diào)控、發(fā)光量子產(chǎn)率高且發(fā)射波長易調(diào)節(jié)等優(yōu)點。依據(jù)其發(fā)光對特定因素的刺激性響應(yīng)，鉛鹵鈣鈦礦在可視化傳感以及光學(xué)信息的防偽和加密方面顯示出良好的應(yīng)用潛力。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、本專利技術(shù)的目的在于提供一種基于二維鉛鹵鈣鈦礦發(fā)光材料mn2+:(c8h
2、進一步地，所述mn2+:(c8h17nh3)2pbbr4材料的形貌為圓盤狀，尺寸分布在1-5?μm之間；所述mn2+:(c8h17nh3)2pbbr4材料成分中的原子摩爾比值(pb+mn):br符合1:4，其mn2+摻雜濃度mn/(pb+mn)為0.19；所述mn2+:(c8h17nh3)2pbbr4材料在420?nm和596?nm處產(chǎn)生雙發(fā)射峰，其中位于596?nm處發(fā)射峰具有氧氣響應(yīng)特性。
3、本專利技術(shù)的技術(shù)方案之一，是提供二維鈣鈦礦發(fā)光材料mn2+:(c8h17nh3)2pbbr4的制備方法，合成步驟包括前驅(qū)液的制備，利用共沉淀法制備粗產(chǎn)物以及真空退火處理制備目標產(chǎn)物。
4、本專利技術(shù)的技術(shù)方案之二，是提供一種基于二維鈣鈦礦發(fā)光材料mn2+:(c8h17nh3)2pbbr4的氧傳感試紙的制備方法。該制備該方法是將氧敏材料mn2+:(c8h17nh3)2pbbr4與對氧不敏感的發(fā)光參比物eu2+:bamgal10o17加入聚合物的甲苯溶液中制成分散液，再將分散液滴涂于濾紙條使之均勻浸滿，隨后在60?℃下充分干燥而實現(xiàn)。
5、本專利技術(shù)的技術(shù)方案之三，是提供基于二維鈣鈦礦發(fā)光材料mn2+:(c8h17nh3)2pbbr4的光學(xué)信息點陣圖案的制備方法。該制備方法是將不同用量的mn2+:(c8h17nh3)2pbbr4和eu2+:bamgal10o17以及聚苯乙烯的混合液作為發(fā)光墨水繪制包含光學(xué)信息的點陣圖案而實現(xiàn)。
6、本專利技術(shù)的技術(shù)方案之四，是提供一種光學(xué)氧傳感材料mn2+:(c8h17nh3)2pbbr4制成的傳感試紙對氧氣的可視化光學(xué)傳感性能。調(diào)節(jié)氧氣濃度為0%?o2、21%?o2、100%?o2使試紙響應(yīng)后，可觀察到試紙條都呈現(xiàn)出粉色-紫色-藍色的發(fā)光變化。傳感試紙在全氧含量范圍內(nèi)均可呈現(xiàn)出肉眼容易辨別的顏色變化，對應(yīng)傳感測試過程可通過智能手機軟件簡便分析。這些現(xiàn)象表明傳感試紙對氧氣具有高靈敏且響應(yīng)快速的可視化傳感性能。
7、本專利技術(shù)的技術(shù)方案之五，是提供一種光學(xué)氧傳感材料mn2+:(c8h17nh3)2pbbr4制成的光學(xué)信息點陣圖案的防偽及加密技術(shù)的應(yīng)用。通過改變氧含量，信息點陣的變色過程可循環(huán)觀測，從而實現(xiàn)光學(xué)信息的多色防偽。此外，該信息點陣的加密-解密過程對應(yīng)了隨時間變化的不同發(fā)光顏色組合。這些現(xiàn)象表明光學(xué)信息圖案可通過其對氧氣的動態(tài)響應(yīng)特性實現(xiàn)信息儲存及加密。
8、進一步地，所述光學(xué)氧傳感材料的制備方法，包括以下步驟：
9、步驟1：按照化學(xué)計量比稱取c8h17nh3br、pbbr2與mnbr2，加入到第一溶劑中得到前驅(qū)液；
10、步驟2：將少量步驟1所得前驅(qū)液加入到第二溶劑中，使之充分攪拌混合，立即產(chǎn)生大量白色沉淀；
11、步驟3：將步驟2所得粗產(chǎn)物混合液高速離心；收集沉淀后將其經(jīng)高溫真空退火處理，得到制備的mn2+:(c8h17nh3)2pbbr4材料；
12、步驟4：通過超聲處理將mn2+:(c8h17nh3)2pbbr4材料均勻分散于第二溶劑中，得到mn2+:(c8h17nh3)2pbbr4分散液；取少量分散液滴注在石英襯底上，經(jīng)加熱干燥，獲得光學(xué)氧傳感材料mn2+:(c8h17nh3)2pbbr4材料的傳感膜；
13、步驟5：通過超聲處理的方法將聚苯乙烯充分溶解于第二溶劑中，再次超聲將mn2+:(c8h17nh3)2pbbr4材料與發(fā)光參比材料eu2+:bamgal10o17均勻分散于含有聚苯乙烯的溶液中，得到mn2+:(c8h17nh3)2pbbr4-eu2+:bamgal10o17-ps混合分散液；將分散液滴注在濾紙條上，經(jīng)加熱干燥，獲得負載光學(xué)氧傳感材料mn2+:(c8h17nh3)2pbbr4材料的可視化氧傳感試紙；將分散液作為發(fā)光墨水，繪制包含光學(xué)信息的點陣圖案。
14、所述步驟1中，前驅(qū)液的制備：c8h17nh3br、pbbr2與mnbr2溶解于第一溶劑dmf中，按質(zhì)量比計，c8h17nh3br、pbbr2與mnbr2=125.0?mg：73.4?mg：42.9mg。
15、所述步驟2中前驅(qū)液用量為1.2?ml；第二溶劑為甲苯，用量為30?ml。
16、所述步驟3中，離心機轉(zhuǎn)速為8000?r·min-1，離心時間為5?min；所述步驟3中，真空退火的溫度為120?°c?，時間為15?min。
17、所述步驟4中分散液取用量為100?μl；所述步驟4中，石英襯底片規(guī)格為13?mm×13mm×1?mm；所述步驟4中，干燥溫度為60?°c。
18、所述步驟5中?mn2+:(c8h17nh3)2pbbr4與eu2+:bamgal10o17稱取時的質(zhì)量比為1：(1-4)。優(yōu)選為?1：2，聚苯乙烯溶液用量為200?μl；所述步驟5中?mn2+:(c8h17nh本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護點】
1.一種光學(xué)氧傳感材料，其特征在于：所述光學(xué)氧傳感材料為二維鉛鹵鈣鈦礦Mn2+:(C8H17NH3)2PbBr4。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述光學(xué)氧傳感材料，其特征在于：所述Mn2+:(C8H17NH3)2PbBr4材料的形貌為圓盤狀，尺寸分布在1-5?μm之間；所述Mn2+:(C8H17NH3)2PbBr4材料成分中的原子摩爾比值(Pb+Mn):Br符合1:4，其Mn2+摻雜濃度Mn/(Pb+Mn)為0.19；所述Mn2+:(C8H17NH3)2PbBr4材料在420?nm和596?nm處產(chǎn)生雙發(fā)射峰，其中位于596?nm處發(fā)射峰具有氧氣響應(yīng)特性。
3.一種權(quán)利要求1或2所述光學(xué)氧傳感材料的制備方法，其特征在于：包括以下步驟：
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述光學(xué)氧傳感材料的制備方法，其特征在于：所述步驟1中，前驅(qū)液的制備：C8H17NH3Br、PbBr2與MnBr2溶解于第一溶劑DMF中，按質(zhì)量比計，C8H17NH3Br、PbBr2與MnBr2=125.0?mg：73.4?mg：42.9?mg。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述光學(xué)氧傳感材料的制備方法
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述光學(xué)氧傳感材料的制備方法，其特征在于：所述步驟3中，離心機轉(zhuǎn)速為8000?r·min-1，離心時間為5?min；所述步驟3中，真空退火的溫度為120?°C?，時間為15?min。
7.?根據(jù)權(quán)利要求3所述光學(xué)氧傳感材料的制備方法，其特征在于：所述步驟4中分散液取用量為100?μL；所述步驟4中，石英襯底片規(guī)格為13?mm×13?mm×1?mm；所述步驟4中，干燥溫度為60?°C。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述光學(xué)氧傳感材料的制備方法，其特征在于：所述步驟5中?Mn2+:(C8H17NH3)2PbBr4與Eu2+:BaMgAl10O17稱取時的質(zhì)量比為1：(1-4)。
9.如權(quán)利要求1所述的光學(xué)氧傳感材料的應(yīng)用，其特征在于：用于可視化氧傳感分析。
10.如權(quán)利要求1所述的光學(xué)氧傳感材料的應(yīng)用，其特征在于：用于光學(xué)信息防偽和動態(tài)加密應(yīng)用。
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種光學(xué)氧傳感材料，其特征在于：所述光學(xué)氧傳感材料為二維鉛鹵鈣鈦礦mn2+:(c8h17nh3)2pbbr4。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述光學(xué)氧傳感材料，其特征在于：所述mn2+:(c8h17nh3)2pbbr4材料的形貌為圓盤狀，尺寸分布在1-5?μm之間；所述mn2+:(c8h17nh3)2pbbr4材料成分中的原子摩爾比值(pb+mn):br符合1:4，其mn2+摻雜濃度mn/(pb+mn)為0.19；所述mn2+:(c8h17nh3)2pbbr4材料在420?nm和596?nm處產(chǎn)生雙發(fā)射峰，其中位于596?nm處發(fā)射峰具有氧氣響應(yīng)特性。
3.一種權(quán)利要求1或2所述光學(xué)氧傳感材料的制備方法，其特征在于：包括以下步驟：
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述光學(xué)氧傳感材料的制備方法，其特征在于：所述步驟1中，前驅(qū)液的制備：c8h17nh3br、pbbr2與mnbr2溶解于第一溶劑dmf中，按質(zhì)量比計，c8h17nh3br、pbbr2與mnbr2=125.0?mg：73.4?mg：42.9?mg。
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【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：黃亞寧，林芳媛，張晨，楊凌鷗，
申請(專利權(quán))人：廈門華廈學(xué)院，
類型：發(fā)明
國別省市：
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