【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及智能材料，具體而言，涉及一種聚庚嗪酰亞胺基光致變色薄膜及其制備方法。
技術介紹
1、目前，食品安全與質量保障已成為全球消費者和監管機構關注的焦點。氧氣作為影響食品保質期和風味穩定性的關鍵因素之一，其精確監控在食品包裝領域顯得尤為重要。氧氣能促進需氧微生物的生長，加速食品腐敗變質，因此控制包裝內的氧氣濃度對于延長食品貨架期至關重要。導致國內外針對食品包裝中的氧氣檢測方法開展大量的研究，例如：電化學、熒光型氧指示技術等氣體檢測方法，然而，這些傳統的氣體檢測方法往往需要破壞性取樣或依賴昂貴的分析設備，無法實現即時、無損監測，這限制了在食品流通過程中對氧氣水平的連續跟蹤能力。
2、因此，可視化氧指示薄膜及其配套的實時監測技術應運而生，為食品儲存與運輸過程中的氧含量控制提供了一種直觀、高效的解決方案。可視化氧指示薄膜通常由對氧氣敏感的色素或化學指示劑組成，當接觸到氧氣時，會發生顏色變化。這種變化可肉眼可見，無需借助額外工具即可判斷包裝內氧氣水平。目前應用較為廣泛的是光驅動氧化還原型氧指示劑，如通過靜電紡絲技術合成的wo3/聚丙烯腈納米纖維膜或者基于二氧化鈦復合材料的比色氧氣指示劑，這些技術在氧氣檢測領域具有一定的應用前景，但也具有穩定性差、響應時間長、靈敏度低等方面的問題。
技術實現思路
1、本專利技術解決的問題是如何解決可視化氧指示薄膜的氧氣檢測穩定性差、響應時間長、靈敏度低的問題。
2、為解決上述問題，本專利技術提供一種聚庚嗪酰亞胺基光致變色薄膜及其
3、第一方面，本專利技術提供了一種聚庚嗪酰亞胺基光致變色薄膜，包括膜基質、光還原劑和氧化還原染料，光還原劑為聚庚嗪酰亞胺，氧化還原染料為亞甲基藍，膜基質是聚乙烯醇和乙二醇交聯聚合物薄膜。
4、可選地，聚庚嗪酰亞胺選擇聚庚嗪酰亞胺溶液，濃度為1.2-1.8g/l，亞甲基藍選擇亞甲基藍溶液，濃度為8-12mg/l，聚庚嗪酰亞胺溶液和亞甲基藍溶液的質量比為2.5：1.6-2.4。
5、可選地，聚乙烯醇選擇聚乙烯醇溶液，質量分數為8-12％，乙二醇選擇乙二醇溶液，乙二醇溶液的乙二醇與水的體積比為2:0.8-1.2，聚乙烯醇溶液和乙二醇溶液的質量比為3.6-4.4:1。
6、第二方面，本專利技術提供了一種聚庚嗪酰亞胺基光致變色薄膜的制備方法，制備如上任一項的聚庚嗪酰亞胺基光致變色薄膜，包括以下步驟：
7、取聚乙烯醇溶液和乙二醇溶液，混合均勻，加熱至100℃以上，攪拌10min以上，得到膜基質溶液；
8、取聚庚嗪酰亞胺溶液和亞甲基藍溶液，混合均勻，加入至膜基質溶液中，加熱至85℃以上，攪拌45min以上，冷卻至室溫；
9、倒入模具中，25-35℃加熱6個小時以上，得到聚庚嗪酰亞胺基光致變色薄膜。
10、可選地，聚庚嗪酰亞胺溶液的濃度為1.2-1.8g/l。
11、可選地，亞甲基藍溶液的濃度為8-12mg/l。
12、可選地，聚庚嗪酰亞胺溶液和亞甲基藍溶液的質量比為2.5：1.6-2.4。
13、可選地，聚乙烯醇溶液的質量分數為8-12％。
14、可選地，乙二醇溶液的乙二醇與水的體積比為2:0.8-1.2。
15、可選地，聚乙烯醇溶液和乙二醇溶液的質量比為3.6-4.4:1。
16、本專利技術的一種聚庚嗪酰亞胺基光致變色薄膜及其制備方法的有益效果是：聚庚嗪酰亞胺(phi)是一種通過共晶熔鹽方法制備的高結晶氮化碳(cn)，phi與普通的cn相比，它具有更高的載流子遷移率，提高了光生載流子的利用率，解決了cn電子空穴復合率高的問題，增強了光還原活性，并且拓寬了光吸收范圍，光吸收范圍達到280nm-460nm，光還原劑聚庚嗪酰亞胺能夠被405nm的可見光激發產生光生電子，從而將氧化還原染料亞甲基藍還原脫色，使光致變色薄膜從藍色變為白色，環境中有氧氣時，薄膜對氧進行吸附，氧氣在薄膜中擴散，通過氧氣對脫色后的亞甲基藍氧化恢復顏色，使光致變色薄膜從白色恢復到藍色，實現對氧氣的裸眼檢測，這種可視化薄膜顏色的變化來檢測氧氣，能夠保障食品安全；在規定時間內，不同的氧氣濃度對應的薄膜顏色不同，隨著氧氣濃度的增加，薄膜顏色也越來越深，可以檢測從氧氣濃度0％到氧氣濃度20％的濃度變化，在氧氣濃度5％時就能夠看到明顯變色，靈敏度高；薄膜被405nm光激發后8s即可脫色完全，在空氣環境下(氧氣含量約為20％)，恢復顏色時間為12min，響應時間短；聚庚嗪酰亞胺基光致變色薄膜的重復率能夠達到20次，并且能保證良好的變色性能，氧氣檢測穩定性好。
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1.一種聚庚嗪酰亞胺基光致變色薄膜，其特征在于，包括膜基質、光還原劑和氧化還原染料，所述光還原劑為聚庚嗪酰亞胺，所述氧化還原染料為亞甲基藍，所述膜基質是聚乙烯醇和乙二醇交聯聚合物薄膜。
2.根據權利要求1所述的聚庚嗪酰亞胺基光致變色薄膜，其特征在于，所述聚庚嗪酰亞胺選擇聚庚嗪酰亞胺溶液，濃度為1.2-1.8g/L，所述亞甲基藍選擇亞甲基藍溶液，濃度為8-12mg/L，所述聚庚嗪酰亞胺溶液和所述亞甲基藍溶液的質量比為2.5：1.6-2.4。
3.根據權利要求1所述的聚庚嗪酰亞胺基光致變色薄膜，其特征在于，所述聚乙烯醇選擇聚乙烯醇溶液，質量分數為8-12％，所述乙二醇選擇乙二醇溶液，所述乙二醇溶液的乙二醇與水的體積比為2:0.8-1.2，所述聚乙烯醇溶液和所述乙二醇溶液的質量比為3.6-4.4:1。
4.一種聚庚嗪酰亞胺基光致變色薄膜的制備方法，其特征在于，制備如權利要求1-3任一項所述的聚庚嗪酰亞胺基光致變色薄膜，包括以下步驟：
5.根據權利要求4所述的聚庚嗪酰亞胺基光致變色薄膜的制備方法，其特征在于，所述聚庚嗪酰亞胺溶液的濃度為1.
6.根據權利要求5所述的聚庚嗪酰亞胺基光致變色薄膜的制備方法，其特征在于，所述亞甲基藍溶液的濃度為8-12mg/L。
7.根據權利要求6所述的聚庚嗪酰亞胺基光致變色薄膜的制備方法，其特征在于，所述聚庚嗪酰亞胺溶液和所述亞甲基藍溶液的質量比為2.5：1.6-2.4。
8.根據權利要求4所述的聚庚嗪酰亞胺基光致變色薄膜的制備方法，其特征在于，所述聚乙烯醇溶液的質量分數為8-12％。
9.根據權利要求8所述的聚庚嗪酰亞胺基光致變色薄膜的制備方法，其特征在于，所述乙二醇溶液的乙二醇與水的體積比為2:0.8-1.2。
10.根據權利要求9所述的聚庚嗪酰亞胺基光致變色薄膜的制備方法，其特征在于，所述聚乙烯醇溶液和所述乙二醇溶液的質量比為3.6-4.4:1。
...【技術特征摘要】
1.一種聚庚嗪酰亞胺基光致變色薄膜，其特征在于，包括膜基質、光還原劑和氧化還原染料，所述光還原劑為聚庚嗪酰亞胺，所述氧化還原染料為亞甲基藍，所述膜基質是聚乙烯醇和乙二醇交聯聚合物薄膜。
2.根據權利要求1所述的聚庚嗪酰亞胺基光致變色薄膜，其特征在于，所述聚庚嗪酰亞胺選擇聚庚嗪酰亞胺溶液，濃度為1.2-1.8g/l，所述亞甲基藍選擇亞甲基藍溶液，濃度為8-12mg/l，所述聚庚嗪酰亞胺溶液和所述亞甲基藍溶液的質量比為2.5：1.6-2.4。
3.根據權利要求1所述的聚庚嗪酰亞胺基光致變色薄膜，其特征在于，所述聚乙烯醇選擇聚乙烯醇溶液，質量分數為8-12％，所述乙二醇選擇乙二醇溶液，所述乙二醇溶液的乙二醇與水的體積比為2:0.8-1.2，所述聚乙烯醇溶液和所述乙二醇溶液的質量比為3.6-4.4:1。
4.一種聚庚嗪酰亞胺基光致變色薄膜的制備方法，其特征在于，制備如權利要求1-3任一項所述的聚庚嗪酰亞胺基光致變色薄膜，包括...
【專利技術屬性】
技術研發人員：李鵬，高冰，楊海亮，孫建輝，許榮萍，
申請(專利權)人：黑龍江大學，
類型：發明
國別省市：
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