【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及材料领域，具体涉及一种柔性量子点复合材料及其制备方法和应用。
技术介绍
1、随着科学技术的不断发展和进步，多种微型化和便携化的传感器已经应用在各个领域。但传统的传感器大多是基于刚性材料制备的，不具有延展性和可弯曲性，在集成度、微纳加工处理和特定应用场景中具有局限性，极大地限制了传感器的应用范围。
2、目前，检测so2的主要方法有分光光度法、紫外荧光法、离子色谱法、滴定法等，但它们大多数都存在检测步骤复杂、仪器及维护费用昂贵等缺点。电化学法在保证检测灵敏度的基础上避免了使用大型精密仪器，从而进一步降低了检测的成本、缩短了检测时间，但该方法易受电磁干扰影响，制备工艺比较复杂，在一定程度上限制了它们在so2检测中的应用。量子点具有稳定性好、荧光光谱可调、荧光寿命长，激发谱宽且发射谱窄等优越的光学性能，在力学、电学、热学、光学和化学活性等领域应用广泛，逐渐成为国内外研究的热门课题之一。但量子点材料在生产和应用过程中也存在不少的难点，其中量子点的团聚是影响量子点发光及其传感性能的重要原因。由于量子点材料的尺寸达到纳米级别，其比表面积较大且表面能很高，处于热力学不稳定态。为了趋于稳定，粒子间往往会通过静电库仑力和范德华力互相聚集，因此在量子点的制备和应用过程中会出现不同程度的团聚现象。由于量子限域效应，量子点只有在粒子体积比较小的情况下才能保持稳定的发光特性。团聚使得量子点的粒径变大导致其荧光发射强度降低，从而失去量子特性。所以在应用过程中如何保持量子点材料光学性能的稳定是目前迫切需要解决的问题。因此，针对上述现有
技术实现思路
1、为了克服上述现有技术存在的问题，本专利技术的目的之一在于提供一种柔性量子点复合材料。
2、本专利技术的目的之二在于提供一种柔性量子点复合材料的制备方法。
3、本专利技术的目的之三在于提供一种传感器。
4、本专利技术的目的之四在于提供一种二氧化硫气体检测系统。
5、本专利技术的目的之五在于提供一种柔性量子点复合材料在气体检测或液体检测中的应用。
6、为了实现上述目的，本专利技术所采取的技术方案是：
7、本专利技术的第一个方面提供了一种柔性量子点复合材料，包括柔性基底、聚合物基底和负载量子点的气凝胶颗粒；所述柔性基底上设有聚合物基底；所述聚合物基底具有微孔；所述聚合物基底内设有负载量子点的气凝胶颗粒。
8、优选地，所述柔性基底的厚度为250～350μm；进一步优选地，所述柔性基底的厚度为280～330μm；再进一步优选地，所述柔性基底的厚度为290～320μm。
9、优选地，所述聚合物基底的厚度为250～350μm；进一步优选地，所述聚合物基底的厚度为280～330μm；再进一步优选地，所述聚合物基底的厚度为290～320μm。
10、优选地，所述负载量子点的气凝胶颗粒位于聚合物基底中的微孔内。
11、优选地，所述量子点为巯基乙胺基团修饰的cdte量子点。
12、优选地，所述气凝胶选自二氧化硅气凝胶、碳化物气凝胶或石墨烯气凝胶。sio2气凝胶具备隔热性能好、轻重量、化学惰性和可重复使用的特点。
13、优选地，所述气凝胶具有孔径为10～50nm的孔。气凝胶的孔内负载量子点。
14、优选地，所述柔性基底的材料选自聚二甲基硅氧烷、聚乙烯醇、聚酯、聚酰亚胺、聚萘二甲酯乙二醇酯中的至少一种。进一步优选地，所述柔性基底的材料选自聚二甲基硅氧烷。
15、优选地，所述聚合物基底的材料选自聚二甲基硅氧烷、聚乙烯醇、聚酯、聚酰亚胺、聚萘二甲酯乙二醇酯中的至少一种。进一步优选地，所述聚合物基底的材料选自聚二甲基硅氧烷。本专利技术中的pdms是一种高分子聚合物材料，其分子结构中分布着大量的微孔结构，有利于气体分子的渗透和扩散，可以对低浓度的二氧化硫气体分子起到很好的富集作用。采用pdms可作为气体传感器具有柔性基底，能够有效提高传感器对气体检测的灵敏度。此外，本专利技术中的pdms具有透光性良好、表面能量低、生物兼容性好、耐污染、耐腐蚀、耐低温和高温、重量轻、稳定好，密度小等优良的特性，且结构制备简单、成本低，适合大面积生产。
16、优选地，所述微孔的直径为50～90μm。
17、优选地，所述负载量子点的气凝胶颗粒的直径为50～90μm。
18、本专利技术的第二个方面提供了一种本专利技术第一个方面提供的柔性量子点复合材料的制备方法，包括以下步骤：
19、s1：将气凝胶与量子点溶液混合，制得负载量子点的气凝胶颗粒；
20、s2：依次在衬底上形成柔性基底和聚合物基底，除去衬底，然后使负载量子点的气凝胶颗粒分散在所述聚合物基底中，制得所述柔性量子点复合材料。
21、优选地，所述量子点溶液的制备方法为：将镉源、巯基乙胺或其盐酸盐、碲源、碱金属硼氢化物在85～95℃混合反应8～10h制得。在量子点溶液中，量子点在溶剂的作用下，分散均匀，不团聚，但在对so2气体的检测过程中，为了达到便携化以及实时检测的目的，需要对量子点进行干燥成膜处理。在量子点溶液的干燥成膜过程中，随着水分子的不断蒸发，其对于量子点微粒的相互作用力也逐渐消失，再加上液体表面张力的作用，容易导致量子点团聚。量子点之间的团聚会改变纳米粒子的尺寸从而破坏量子限域效应，使得量子点的荧光强度减弱甚至猝灭。此外，量子点的互相接触会使其表面特异性修饰的配体发生脱落，表面的缺陷增加，从而引起载流子通过非辐射的方式复合，导致量子点发光效率明显降低。本专利技术通过将量子点溶液负载在气凝胶颗粒中，然后将气凝胶颗粒分布在多孔的聚合物基底中，可以避免出现量子点的团聚现象。
22、优选地，所述镉源为镉盐；进一步优选地，所述镉盐选自氯化镉。
23、优选地，所述碲源为亚碲酸盐；进一步优选地，所述亚碲酸盐选自亚碲酸钠、亚碲酸钾中的至少一种。
24、优选地，所述碱金属硼氢化物选自硼氢化钠、硼氢化钾中的至少一种。
25、优选地，所述气凝胶的制备方法为：将硅源水解，然后进行聚合反应，然后静置在保鲜袋里陈化，干燥制得。
26、优选地，所述水解反应是在酸性条件下进行。
27、优选地，所述聚合反应是在酸性条件下进行。
28、在酸性条件的催化作用下，硅源可以通过水解缩聚反应形成多孔结构的湿凝胶，然后进行数小时的陈化处理为进一步的缩聚反应提供条件，从而提高气凝胶整体的机械强度。最后通过干燥处理去除湿凝胶中的溶剂就可以获得具有纳米结构的sio2气凝胶。
29、优选地，所述硅源选自正硅酸甲酯、四乙氧基硅烷、硅酸钠、多聚硅烷中的至少一种。
30、优选地，所述陈化时间为20～30h。
31、优选地，所述干燥选自超临界干燥、常压干燥、冷冻干燥中的至少一种。超临界干燥可以有效避免湿凝胶在干燥时产生的毛细管力所本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种柔性量子点复合材料，其特征在于：包括柔性基底、聚合物基底和负载量子点的气凝胶颗粒；所述柔性基底上设有聚合物基底；所述聚合物基底具有微孔；所述聚合物基底内设有负载量子点的气凝胶颗粒。
2.根据权利要求1所述的柔性量子点复合材料，其特征在于：所述量子点为巯基乙胺基团修饰的CdTe量子点；和/或，所述气凝胶选自二氧化硅气凝胶、碳化物气凝胶或石墨烯气凝胶。
3.根据权利要求1所述的柔性量子点复合材料，其特征在于：所述柔性基底和聚合物基底的材料各自独立地选自聚二甲基硅氧烷、聚乙烯醇、聚酯、聚酰亚胺、聚萘二甲酯乙二醇酯中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的柔性量子点复合材料，其特征在于：所述微孔的直径为50～90μm；
5.权利要求1～4任一项所述的柔性量子点复合材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
6.根据权利要求5所述的柔性量子点复合材料的制备方法，其特征在于：所述量子点溶液的制备方法为：将镉源、巯基乙胺或其盐酸盐、碲源、碱金属硼氢化物在85～95℃混合反应8～10h制得。
7.一种传感器，其特征在于
8.一种二氧化硫气体检测系统，其特征在于：包括供气系统、传感装置、废料收集装置和荧光检测系统；所述传感装置通过管道分别与供气系统和废料收集装置连接；所述传感装置与荧光检测系统连接；所述传感装置包括权利要求7所述的传感器。
9.根据权利要求8所述的二氧化硫气体检测系统，其特征在于：所述传感装置还包括检测室、固定架、光学滤波片A、光学滤波片B；所述检测室内设有固定架；所述固定架上设有光学滤波片A、传感器和光学滤波片B；所述传感器位于光学滤波片A和光学滤波片B之间。
10.权利要求1～4任一项所述的柔性量子点复合材料在气体检测或液体检测中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种柔性量子点复合材料，其特征在于：包括柔性基底、聚合物基底和负载量子点的气凝胶颗粒；所述柔性基底上设有聚合物基底；所述聚合物基底具有微孔；所述聚合物基底内设有负载量子点的气凝胶颗粒。
2.根据权利要求1所述的柔性量子点复合材料，其特征在于：所述量子点为巯基乙胺基团修饰的cdte量子点；和/或，所述气凝胶选自二氧化硅气凝胶、碳化物气凝胶或石墨烯气凝胶。
3.根据权利要求1所述的柔性量子点复合材料，其特征在于：所述柔性基底和聚合物基底的材料各自独立地选自聚二甲基硅氧烷、聚乙烯醇、聚酯、聚酰亚胺、聚萘二甲酯乙二醇酯中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的柔性量子点复合材料，其特征在于：所述微孔的直径为50～90μm；
5.权利要求1～4任一项所述的柔性量子点复合材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
6.根据权利要求5所述的柔性量子点复合材料的制备方法，其特征在于：所述量...
【专利技术属性】
技术研发人员：邢晓波，刘聪，谢天，杨观杰，黄建林，
申请(专利权)人：华南师范大学，
类型：发明
国别省市：
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