CN104058599A - 一种高功率紫外线强度检测材料的制备方法 - Google Patents

一种高功率紫外线强度检测材料的制备方法 Download PDF

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Abstract

一种高功率紫外线强度检测材料的制备方法，涉及一种紫外线强度检测材料的制备方法。本发明是要解决现有检测紫外线强度的方法存在的应用设备复杂、检测方法繁琐、成本高的技术问题。本发明的制备方法：将高分子凝胶在蒸馏水中充分溶胀后，加热溶解，得到高分子凝胶溶液A；然后再向高分子凝胶溶液A中加入含稀土元素的多金属氧酸盐，搅拌均匀，得到混合物B；然后混合物B在50℃环境中静置脱气泡，得到混合物C；然后将混合物C浇筑到承载基片上，即完成高功率紫外线强度检测材料的制备。本发明应用在紫外灯强度的测试领域。

Description

一种高功率紫外线强度检测材料的制备方法
技术领域
本发明涉及一种紫外线强度检测材料的制备方法，尤其涉及一种高功率高压汞灯紫外线强度检测材料的制备方法。
背景技术
紫外线高压汞灯是气体放电灯的一种，利用两极弧光放电使汞蒸发，从而产生汞蒸气特征谱线，灯的光谱在350nm～450nm之间，主峰值为365nm。该灯被广泛用于油墨固化、油漆固化、光盘印刷、电子行业和光化学反应等。
近些年，紫外线高压汞灯已经应用于电线电缆的生产工艺中。紫外线高压汞灯长时间使用以及频繁的开关都会使紫外光的强度衰减，紫外光强度衰减会导致电线电缆的交联度下降，有可能造成重大的经济损失和质量事故。但是当前的紫外光交联生产设备，尤其是使用6kW以上功率的灯管时，紫外线发光强度值通常在80W/cm2以上，在使用中无法准确监控紫外光强度的衰减情况。虽然，精密的光电转换设备可以测试紫外线的强度，但是由于成本较高，很难在实际的工业生产中采用；而且，又由于普通型的紫外线强度测试仪测试范围比较窄，通常在0μW/cm2～20000μW/cm2的量程范围内，因此无法满足高功率紫外灯强度的测试。那么，及时准确的监控紫外光光强度就是本领域研究的重大问题。
发明内容
本发明是要解决现有检测紫外线强度的方法存在的应用设备复杂、检测方法繁琐、成本高的技术问题，从而提供了一种高功率紫外线强度检测材料的制备方法。
本发明一种高功率紫外线强度检测材料的制备方法是按照下述步骤实现：
一、将高分子凝胶预先加入蒸馏水中在400～600r/min的速率下高速搅拌至高分子凝胶充分溶胀，然后加热溶液至80～100℃保持2～5min使高分子凝胶溶液变澄清，得到高分子凝胶溶液A；其中，所述的高分子凝胶与蒸馏水的质量比为(0.0025～0.02):1；
二、向步骤一得到的高分子凝胶溶液A中加入含稀土元素的多金属氧酸盐并不断搅拌，得到混合物B；其中，所述的含稀土元素的多金属氧酸盐与高分子凝胶的质量比为(0.01～0.4):1；
三、将步骤二得到的混合物B置于50℃环境中静置20～30min脱气泡，得到混合物C；
四、将步骤三得到的混合物C均匀浇筑至承载基片上，得到紫外线强度检测材料，即完成高功率紫外线强度检测材料的制备；
其中，所述的高分子凝胶为聚乙烯醇、琼脂糖、琼脂的一种或几种按任意比组成；
所述的含稀土元素的多金属氧酸盐为Na9EuW10O36、Cs9EuW10O36、K7EuW10O35、K9EuW10O36的一种或几种按任意比组成；
所述的承载基片为普通玻璃、ITO玻璃、石英玻璃或单晶硅片。
本发明包括以下有益效果：
1、利用本发明的方法制备得到紫外线强度检测材料可以通过制成方便的试纸，当收到光照后会发生复杂的化学反应，使其荧光强度下降；进一步通过荧光比色即可间接得到紫外线强度值，本发明制备得到的紫外线强度检测材料在测定紫外光强度时，不需要使用复杂的紫外线强度检测单元、光电转换控制器、存储器、输入输出单元和供电单元等，因此使测定紫外光强度的过程简单、易行。
2、本发明制备得到的紫外线强度检测材料，在测定紫外线强度时，不需要复杂的电子线路与设备，在荧光比色时仅需要6W左右的小型紫外灯即可实现比色，简单易行。目前，现场监控高强度紫外灯的发光强度，仍然无法采用便携式的设备，需要到专业的测试机构进行测试。与耗时和高测试费用的仪器测试相比，本发明的检测材料将大大节约测试时间，并且可以实现现场的原位检测，从生产角度上综合考虑，可降低90％以上的检测费用。
附图说明
图1为实施例1制备得到的紫外强度检测材料EuW10Agarose在不同紫外线光照时间下荧光发射谱图，其中：线1表示在紫外线光照时间为30s时，实施例1制备得到的紫外线强度检测材料EuW10Agarose的的荧光发射谱图；线2表示在紫外线光照时间为60s时，实施例1制备得到的紫外线强度检测材料EuW10Agarose的的荧光发射谱图；线3表示在紫外线光照时间为100s时，实施例1制备得到的紫外线强度检测材料EuW10Agarose的的荧光发射谱图；线4表示在紫外线光照时间为150s时，实施例1制备得到的紫外线强度检测材料EuW10Agarose的的荧光发射谱图；
图2为实施例1制备得到的紫外线强度检测材料EuW10Agarose在紫外线光照下600nm处荧光发射峰的峰强度的最大值与光照时间的线性关系，图中的线性方程为y＝317.6－1.148x，回归系数R＝0.9904。
具体实施方式
具体实施方式一：本实施方式中一种高功率紫外线强度检测材料的制备方法是按照下述步骤实现：
一、将高分子凝胶预先加入蒸馏水中在400～600r/min的速率下高速搅拌至高分子凝胶充分溶胀，然后加热溶液至80～100℃保持2～5min使高分子凝胶溶液变澄清，得到高分子凝胶溶液A；其中，所述的高分子凝胶与蒸馏水的质量比为(0.0025～0.02):1；
二、向步骤一得到的高分子凝胶溶液A中加入含稀土元素的多金属氧酸盐并不断搅拌，得到混合物B；其中，所述的含稀土元素的多金属氧酸盐与高分子凝胶的质量比为(0.01～0.4):1；
三、将步骤二得到的混合物B置于50℃环境中静置20～30min脱气泡，得到混合物C；
四、将步骤三得到的混合物C均匀浇筑至承载基片上，得到紫外线强度检测材料，即完成高功率紫外线强度检测材料的制备；
其中，所述的高分子凝胶为聚乙烯醇、琼脂糖、琼脂的一种或几种按任意比组成；
所述的含稀土元素的多金属氧酸盐为Na9EuW10O36、Cs9EuW10O36、K7EuW10O35、K9EuW10O36的一种或几种按任意比组成；
所述的承载基片为普通玻璃、ITO玻璃、石英玻璃或单晶硅片。
本实施方式得到的紫外线强度检测材料为无色透明状薄膜材料，可溶于水中，所述的无色透明材料为Na9EuW10O36和琼脂糖的混合物，化学式简写为EuW10Agarose。
具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同的是：步骤一中所述的高分子凝胶与蒸馏水的质量比为(0.0065～0.02):1。其他与具体实施方式一相同。
具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一或二不同的是：步骤二中所述的含稀土元素的多金属氧酸盐与高分子凝胶的质量比为(0.01～0.4):1。其他与具体实施方式一或二相同。
具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一至三之一不同的是：所述的高分子凝胶为琼脂糖或聚乙烯醇。其他与具体实施方式一至三之一相同。
具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式一至四之一不同的是：所述的高分子凝胶为琼脂与聚乙烯醇的混合物。其他与具体实施方式一至四之一相同。
具体实施方式六：本实施方式与具体实施方式一至五之一不同的是：所述的含稀土元素的多金属氧酸盐为Na9EuW10O36。其他与具体实施方式一至五之一相同。
具体实施方式七：本实施方式与具体实施方式一至六之一不同的是：所述的含稀土元素的多金属氧酸盐为K7EuW10O35与K9EuW10O36的混合物。其他与具体实施方式一至六之一相同。
具体实施方式八：本实施方式与具体实施方式一至七之一不同的是：所述的含稀土元素的多金属氧酸盐为K7EuW10O35与Cs9EuW10O36的混合物。其他与具体实施方式一至七之一相同。
具体实施方式九：本实施方式与具体实施方式一至八之一不同的是：所述的含稀土元素的多金属氧酸盐为Na9EuW10O35与K9EuW10O36的混合物。其他与具体实施方式一至八之一相同。
具体实施方式十：本实施方式与具体实施方式一至九之一不同的是：所述的承载基片为石英玻璃。其他与具体实施方式一至九之一相同。
通过以下实施例验证本发明的有益效果：
实施例1：一种高功率紫外线强度检测材料的制备方法是按照下述步骤实现：
一、将高分子凝胶预先加入蒸馏水中在500r/min的速率下高速搅拌至高分子凝胶充分溶胀，然后加热溶液至95℃保持3min使高分子凝胶溶液变澄清，得到高分子凝胶溶液A；其中，所述的高分子凝胶与蒸馏水的质量比为0.01:1；
二、向步骤一得到的高分子凝胶溶液A中加入含稀土元素的多金属氧酸盐并不断搅拌，得到混合物B；其中，所述的含稀土元素的多金属氧酸盐与高分子凝胶的质量比为0.2:1；
三、将步骤二得到的混合物B置于50℃环境中静置20min脱气泡，得到混合物C；
四、将步骤三得到的混合物C均匀浇筑至承载基片上，得到紫外线强度检测材料，即完成高功率紫外线强度检测材料的制备；
其中，所述的高分子凝胶为琼脂糖；
所述的含稀土元素的多金属氧酸盐为Na9EuW10O36；
所述的承载基片为石英玻璃。
所述的紫外线强度检测材料为无色透明材料，所述的无色透明材料为Na9EuW10O36和琼脂糖的混合物，化学式简写为EuW10Agarose。
对本实施例得到的紫外线强度检测材料进行紫外线强度响应：将本实施例得到的Na9EuW10O36和琼脂糖的混合物均匀涂覆到承载基片上，等晾干即可用于紫外线强度的测定。
本实施例中选用紫外光设备常用的9kW高压汞灯作为光源，在距离灯管50cm位置分别接受不同时间光照，然后分别测试本实施例得到的EuW10Agarose材料制备成的基片荧光强度变化情况，得到图1。由图1可知，在接受不同时间光照之后，涂覆材料的基片的荧光强度不断下降。
通过600nm处荧光发射峰的最大值与受光照的时间进行作图(如图2所示)，二者呈现良好的线性关系，线性方程通过拟合后表示为y＝317.6－1.148x，回归系数R＝0.9904，表明本组数据呈现理想的线性。因此，通过本实施例得到的EuW10Agarose材料制备成的基片可以用于紫外线强度的测定与灯管光强的监控。利用本实施例得到的EuW10Agarose材料制成的基片，测试同一根紫外灯管的紫外线强度，在最初的测试中其光照两分钟后的试纸的荧光强度值为124(测三次取平均值)；当其正常使用800小时后，光照两分钟后的荧光强度值变为47(测三次取平均值)。若规定试纸荧光强度值不能低于47(低于该值后将影响生产质量和效率)，则当前的试纸可用于及时监控灯管的紫外线强度值。
综上所述，与现有耗时和高测试费用的仪器测试相比，本发明方法制备得到的紫外光强度检测材料将大大节约测试时间，并且可以实现现场的原位检测，从生产角度上综合考虑，可降低90％以上的检测费用。
本发明制备得到的紫外线强度检测材料，在测定紫外线强度时，不需要复杂的电子设备，在荧光比色时仅需要6W左右的小型紫外灯即可实现比色，简单易行。

Claims (10)

1.一种高功率紫外线强度检测材料的制备方法，其特征在于高功率紫外线强度检测材料的制备方法是按照下述步骤实现：
一、将高分子凝胶预先加入蒸馏水中在400～600r/min的速率下高速搅拌至高分子凝胶充分溶胀，然后加热溶液至80～100℃保持2～5min使高分子凝胶溶液变澄清，得到高分子凝胶溶液A；其中，所述的高分子凝胶与蒸馏水的质量比为(0.0025～0.02):1；
二、向步骤一得到的高分子凝胶溶液A中加入含稀土元素的多金属氧酸盐并不断搅拌，得到混合物B；其中，所述的含稀土元素的多金属氧酸盐与高分子凝胶的质量比为(0.01～0.4):1；
三、将步骤二得到的混合物B置于50℃环境中静置20～30min脱气泡，得到混合物C；
四、将步骤三得到的混合物C均匀浇筑至承载基片上，得到紫外线强度检测材料，即完成高功率紫外线强度检测材料的制备；
其中，所述的高分子凝胶为聚乙烯醇、琼脂糖、琼脂的一种或几种按任意比组成；
所述的含稀土元素的多金属氧酸盐为Na9EuW10O36、Cs9EuW10O36、K7EuW10O35、K9EuW10O36的一种或几种按任意比组成；
所述的承载基片为普通玻璃、ITO玻璃、石英玻璃或单晶硅片。
2.根据权利要求1所述的一种高功率紫外线强度检测材料的制备方法，其特征在于步骤一中所述的高分子凝胶与蒸馏水的质量比为(0.0065～0.02):1。
3.根据权利要求1所述的一种高功率紫外线强度检测材料的制备方法，其特征在于步骤二中所述的含稀土元素的多金属氧酸盐与高分子凝胶的质量比为(0.01～0.4):1。
4.根据权利要求1所述的一种高功率紫外线强度检测材料的制备方法，其特征在于所述的高分子凝胶为琼脂糖或聚乙烯醇。
5.根据权利要求1所述的一种高功率紫外线强度检测材料的制备方法，其特征在于所述的高分子凝胶为琼脂与聚乙烯醇的混合物。
6.根据权利要求1所述的一种高功率紫外线强度检测材料的制备方法，其特征在于所述的含稀土元素的多金属氧酸盐为Na9EuW10O36。
7.根据权利要求1所述的一种高功率紫外线强度检测材料的制备方法，其特征在于所述的含稀土元素的多金属氧酸盐为K7EuW10O35与K9EuW10O36的混合物。
8.根据权利要求1所述的一种高功率紫外线强度检测材料的制备方法，其特征在于所述的含稀土元素的多金属氧酸盐为K7EuW10O35与Cs9EuW10O36的混合物。
9.根据权利要求1所述的一种高功率紫外线强度检测材料的制备方法，其特征在于所述的含稀土元素的多金属氧酸盐为Na9EuW10O35与K9EuW10O36的混合物。
10.根据权利要求1所述的一种高功率紫外线强度检测材料的制备方法，其特征在于所述的承载基片为石英玻璃。
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