[發明專利]一種具有溫度熒光響應的聚合物薄膜材料及其制備方法

在審

• 申請號: 201610177494.X
• 申請日: 2016-03-25
• 公開（公告）號: CN105754276A
• 公開（公告）日: 2016-07-13
• 發明（設計）人: 梁浩;解芳;封科軍;馮穎;朱慶英
• 申請（專利權）人: 惠州學院
• 主分類號: C08L33/12
• 分類號: C08L33/12;C08L25/06;C08L69/00;C08K9/04;C08K9/02;C08K7/00;C08K3/04;C08K5/45;C09K11/06
• 代理公司: 廣州三環專利代理有限公司 44202
• 代理人: 溫旭

技術領域

本發明涉及光學傳感材料技術領域，尤其涉及一種具有溫度熒光響應的聚合物薄膜材料及其制備方法。

背景技術

熒光敏感材料與被測物質或環境相互接觸時，由于熒光基團內在的光物理特性被影響，從而使光信號的輸出形式發生改變以達到傳感目的。熒光傳感具有靈敏度高，選擇性好，可采集信號豐富等優點，被越來越多地用于離子、氣體濃度和溫度等的檢測。各個領域對熒光傳感的廣泛要求，使得對于熒光傳感材料的研究和開發一直十分活躍，并表現出非常廣闊的應用前景。

根據熒光基團的類型不同，通常將熒光敏感材料分為基于有機分子熒光的敏感材料和基于稀土離子發光的敏感材料兩類。目前大多數熒光傳感都是基于有機分子熒光敏感材料，但有機熒光分子有一個缺點，即容易發生“光漂白”現象，這一缺陷限制了其應用范圍。

與有機熒光發射團相比，稀土熒光敏感材料具有較高的量子產率，較大的Storks位移，較窄的發射譜帶，以及更穩定的發光性能，這些特點使其在熒光傳感和熒光探針方面具有廣闊的應用前景。碳納米管由于具有優異的物理、化學特性，當其應用在傳感方面時，不僅具有納米材料本身的特性，同時由于其比表面積大、表面活性高、表面可帶較多官能團以及良好的生物親和性等優異性質，對于提高傳感器性能和響應信號等具有重大意義。

發明內容

本發明的目的在于提供一種以表面修飾銪化合物的碳納米管/聚合物溫度熒光響應薄膜材料的制備方法。

為了解決上述技術的問題，本發明采用的技術方案是：將具有熒光效應的銪-噻吩甲酰三氟丙酮化合物(Eu(TTA)₃(H₂O)₂)與碳納米管結合，并將這種表面修飾銪化合物的碳納米管分散到聚合物中，得到具有溫度熒光響應的聚合物薄膜材料，本發明的方法具體包括以下述步驟：

步驟1、將一定量的碳納米管放入濃H₂SO₄和HNO₃的混合液中，在超聲波振蕩和機械攪拌作用下，20～40℃處理2～6h，然后用大量去離子水洗滌至中性，在50～60℃下真空干燥6～12h；

步驟2、將步驟1得到的碳納米管加入20～60份酰氯化試劑中，在超聲振蕩下加熱到60℃，回流24h，之后減壓蒸餾除去多余的酰氯化試劑；

步驟3、將步驟2得到的碳納米管加入50～100份10wt％的5,6-二氨基-1,10-鄰菲羅啉-二甲基甲酰胺溶液中，70～90℃磁力攪拌反應12～24h，過濾，用無水乙醇洗滌，60～70℃真空干燥3～6h；

步驟4、將步驟3得到的碳納米管和1～5份Eu(TTA)₃(H₂O)₂，加入到乙醇溶液中，加熱回流反應24～48h后，用無水乙醇洗滌，60～70℃真空干燥3～6h；

步驟5、將步驟4得到的碳納米管超聲分散10～30min于聚合物溶液中，使用旋涂機在基片上旋涂，轉速1000～2000轉/分，在紅外燈下干燥20～30min，得到具有溫度熒光響應的聚合物薄膜材料。

優選的，步驟1中所述濃H₂SO₄和HNO₃的體積比為3：1。

優選的，步驟1中所述的碳納米管為單壁碳納米管，外徑為1～2nm，長度為5～20μm。

優選的，步驟2中所述的酰氯化試劑為氯化亞砜，草酰氯中的至少一種。

優選的，步驟5中所述的聚合物溶液為聚甲基丙烯酸甲酯-環己酮、聚甲基丙烯酸甲酯-丙酮、聚苯乙烯-四氫呋喃、聚苯乙烯-二甲基甲酰胺、聚苯乙烯-氯仿、聚碳酸酯-氯仿、聚碳酸酯-二氯甲烷中的至少一種。

本發明還提供了一種如上述的制備方法制得的具有溫度熒光響應的聚合物薄膜材料。

本發明的制備方法在碳納米管表面鍵合具有熒光效應的Eu(TTA)₃(H₂O)₂，并將這種表面修飾銪化合物的碳納米管分散到聚合物中，制備同時具有稀土離子發光特性和碳納米管優異性能的新型溫度熒光響應薄膜材料。

本發明將發光的銪化合物、碳納米管與聚合物結合，不僅可以獲得同時具有稀土離子發光特性和碳納米管優異性能的新型溫度熒光響應薄膜材料，而且該方法操作簡單，所制備的材料性能穩定。

附圖說明

圖1為表面修飾銪化合物的碳納米管的合成路線圖。

圖2為實施例1制備的聚合物薄膜在不同溫度下的熒光光譜曲線。

具體實施方式