[发明专利]一种温度传感材料及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及一种温度传感材料及其制备方法和应用，所述温度传感材料包括空心二氧化硅纳米球，所述空心二氧化硅纳米球内部封装有CsPbCl_xBr_3‑x，其中，0＜x＜3，所述空心二氧化硅纳米球外部包裹K₂SiF₆:Mn⁴⁺及乙烯‑醋酸乙烯共聚物形成的复合层。所述温度传感材料的制备方法包括：获得空心二氧化硅纳米球，制备CsPbCl_xBr_3‑x@SiO₂，以及与K₂SiF₆:Mn⁴⁺及乙烯‑醋酸乙烯共聚物混合，形成复合包裹层。本发明提供的温度传感材料具有荧光特性，可以实现温度的快速检测，方法快捷，灵敏度高，易于推广使用。

技术领域

本发明涉及温度传感技术领域，尤其是一种温度传感材料及其制备方法和应用。

背景技术

在日常生产、生活中，诸多物理、化学过程都会伴随着温度变化及与温度密切相关，而且温度也是确定物质存在形式的重要物理量之一。温度的有效测量也在医疗、工业、农业及科学研究等多领域均起到重要作用。然而目前温度的有效测定及快速传感仍然是一项重要且需要长期研究的重要科学课题之意，尤其是物体内部、反应体系内部及曲面温度场的温度分布及精度监控尤为困难。而目前用于温度测量的方法及仪器也相对较多，主要是以传统的封装液体温度计、热电偶型的温度传感器及光学传感器等为主。上述传统传感器均存在一定的缺点，在苛刻环境条件下难以应用，而且需要较高的热交换速率以满足快速的热平衡，因此温度测定的准确性也受到了一定影响。

而具有荧光特性的温度传感器具有诸多传统温度传感器所不具备的特定，如响应快速，非接触式测定，温度传感灵敏度高等特点，因此在活体细胞成像、空气动力学研究及食品外包装材料等诸多方面具有广泛的应用潜力。而大部分的荧光分子和材料都具有温度响应特点，这是由于Boltzmann分布和材料的能级结构对温度的影响造成，而且温度的改变也会对材料的荧光强度、寿命及光谱特征峰产生很大影响，因此单一单元的温度传感器往往对生物组织及穿透性都较大，因此极大的限制了传感器在生物分析领域的应用。因此，发展新型的复合型荧光材料用于温度快速传感，并创建高效、准确的温度检测体系对于多领域中温度的有效快速检测具有重要意义。

中国发明专利申请CN 110887811 A公开了一种用于激光湿度传感器的钙钛矿基复合材料，所述复合材料包括微米级疏水分子筛及负载在所述疏水分子筛表面的钙钛矿纳米粒子，所述微米级疏水分子筛具有散射作用，该方案解决了发光湿度传感器灵敏度不高，钙钛矿材料在空气中结构容易被破坏导致器件性能下降甚至失效难于实现器件民用化的难题。然而，基于温度快速传感的材料难以开发，如CsPbBr_xCl_3-x系列材料在水相及空气条件不稳定，容易发生坍塌从而造成荧光稳定性降低及传感性能不稳定等情况。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有的荧光材料稳定性差，温度传感特性不稳定的问题，提供一种温度传感材料。通过将CsPbBr_xCl_3-x PNCs封装于空心二氧化硅纳米球内可以有效的提升其稳定性及可应用范围，并且在结合K₂SiF₆:Mn⁴⁺和乙烯-醋酸乙烯共聚物成膜之后，可以进一步提高薄膜的稳定性，实现温度快速传感的特性，从而可以达到对温度的高灵敏度、快速传感分析的效果。

本发明还提供所述温度传感材料的制备方法，包括获得空心二氧化硅纳米球，利用获得的空心二氧化硅纳米球封装前驱体溶液，获得CsPbCl_xBr_3-x@SiO₂；与K₂SiF₆:Mn⁴⁺及乙烯-醋酸乙烯共聚物混合，形成复合包裹。

本发明还提供所述温度传感材料的应用，用于温度传感分析。