CN108226115B - 一种用于甲醛气体、湿度和温度多功能检测的纳米复合敏感膜及其制备 - Google Patents

一种用于甲醛气体、湿度和温度多功能检测的纳米复合敏感膜及其制备 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种用于甲醛气体、湿度和温度多功能检测的纳米复合敏感膜及其制备，属于甲醛气体检测技术领域。本发明通过自组装荧光量子点成膜、量子点表面镀金膜、金膜表面修饰氢氧化钠等步骤制备得到由石英玻璃基片、聚二甲基硅氧烷层、荧光量子点层、金膜层和氢氧化钠层自下而上层层组装而成的纳米复合敏感膜。本发明提出的一种用于甲醛气体、湿度和温度多功能检测的纳米复合敏感膜，基于纳米复合敏感膜的荧光变化对甲醛气体的特异性响应，可得到比之前的传感器的更高灵敏度和更短响应时间且稳定性好、可重复性好、寿命长，而且可以同时实现对甲醛气体、湿度和温度的多功能实时检测，操作简便、快捷。在家庭、工业等领域都具有广泛的应用前景。

Description

一种用于甲醛气体、湿度和温度多功能检测的纳米复合敏感 膜及其制备
技术领域
本发明属于甲醛气体检测技术领域，具体涉及一种基于表面等离子体增强光催化的原理对甲醛气体进行传感的纳米复合敏感膜及其制备方法。该敏感膜在对甲醛气体的检测过程中，可以同时实现对湿度和温度的检测。
背景技术
甲醛在常温下为具有刺激性的有毒气体，对人的身体危害极大，是病态建筑综合症(SBS)的主要成因，已被世界卫生组织确定为致癌物质。国家环境保护局(EPA)设定甲醛接触极限是在0.06ppm的浓度下暴露时间最长是30min。因此，从国民的生命安全出发，对环境中甲醛的准确以及及时检测具有重大的意义。传统的分光光度法、气相色谱法、极谱法等比较复杂，测试结果随测试仪器的不同而不同。而甲醛电化学传感器具有成本高、易失效、易失活、受环境温湿度影响等缺点，人们在通过各种掺杂技术提高其传感器的敏感性和选择性的同时，也极力探索新型气体传感器及其敏感材料来解决室内甲醛的检测问题。
表面等离子体共振传感器作为一种光学传感器，由于其灵敏度高、可实时监测等突出优点，已广泛应用于气相测定。张丽等人(201510019084.8)提供了一种基于回音壁模式的单晶钯纳米短棒表面等离子体氢气传感器及其制备方法和应用。虽然制备的传感器具有低功耗、小型化、价格低廉的特点，可以检测3.9％～17.6％的氢气，但是表面等离子体传感器对测试结构要求苛刻的缺点依然存在。
发明内容
为了克服现有技术的缺点与不足，本发明的目的在于提供一种用于甲醛气体、湿度和温度多功能检测的纳米复合敏感膜的制备方法。
本发明的另一目的在于提供一种用于甲醛气体、湿度和温度多功能检测的纳米复合敏感膜。
本发明所要解决的技术问题是提供一种基于表面等离子体增强光催化的原理对甲醛气体进行传感的新型纳米复合敏感膜，以期提高甲醛气体传感器对低浓度甲醛的检测能力，降低传感器对甲醛的最低检测限。本发明在检测甲醛气体的过程中，可实时得到湿度和温度的响应。
本发明的目的通过下述技术方案实现：
一种用于甲醛气体、湿度和温度多功能检测的纳米复合敏感膜的制备方法，包括以下步骤：
(1)荧光量子点的制备：合成直径1～4nm的荧光量子点；
(2)自组装荧光量子点成膜：将石英玻璃基片进行预处理，处理过程如下：将聚二甲基硅氧烷(PDMS)与固化剂以20：1～2:1(优选为10：1)的比例混合形成粘性液体，取粘性液体于石英玻璃基片上，用100r/s～300r/s的速度旋涂甩膜，所形成的薄膜厚度为200～500μm，将该玻璃基片室温下真空干燥，此时得到的芯片为二层芯片；此处玻璃基片的预处理关键在于PDMS是亲油性的，在下一步沉积荧光量子点的时候，荧光量子点在蒸发过程中不易团聚，干燥后表面会比较均匀，量子点的荧光强度猝灭程度很弱；取步骤(1)制备的荧光量子点滴涂在预处理过的石英玻璃基片上，用50～300r/s速度旋涂甩膜，所形成的薄膜厚度为100～500nm，将该玻璃基片室温下真空干燥；此时得到的芯片为三层芯片；
(3)量子点表面镀金膜：将步骤(2)中得到的三层芯片进行真空电子束蒸镀，蒸镀99.99％的金膜厚度为5～50nm，接着在温度为10～20℃下抽真空放置；此时得到的芯片为四层芯片；
(4)金膜表面修饰氢氧化钠：在四层芯片的表面滴涂0.1～0.5mL 1～10mol/L氢氧化钠溶液，用100～700r/s速度旋涂方法成膜，接着在温度为20～30℃下抽真空放置，此时得到的芯片为五层芯片，即为用于甲醛气体、湿度和温度多功能检测的纳米复合敏感膜。
优选的，步骤(1)中所述的固化剂为硅酮树脂。
优选的，步骤(1)中所述的荧光量子点需满足的条件：激发光和荧光的波长距离在50nm以上；荧光强度可以使用现有常规光电测试仪器；其中，可选CdS、CdTe、CdSe、ZnS、PbS、PbO等；
优选的，步骤(2)中所述的滴涂在石英玻璃基片上的荧光量子点用量为0.1～0.3mL。
优选的，步骤(2)中所述的荧光量子点的旋涂甩膜速度为50～200r/s。
优选的，步骤(2)中所述的真空干燥的时间为1小时以上。
优选的，步骤(3)中所述的金膜厚度为10～30nm。
优选的，步骤(3)中所述的抽真空放置的时间为1小时以上。
优选的，步骤(4)中所述的氢氧化钠溶液的用量为0.1～0.2mL；
优选的，步骤(4)中所述的氢氧化钠溶液的浓度为1～5mol/L。
优选的，步骤(4)中所述的抽真空放置的时间为1小时以上。
一种用于甲醛气体、湿度和温度多功能检测的纳米复合敏感膜，是由石英玻璃基片、聚二甲基硅氧烷(PDMS)层、荧光量子点层、金膜层和氢氧化钠层自下而上层层组装而成。
所述的荧光量子点需满足的条件：激发光和荧光的波长距离在50nm以上；荧光强度可以使用现有常规光电测试仪器；其中，可选CdS、CdTe、CdSe、ZnS、PbS、PbO等；
所述的荧光量子点层的厚度优选为100～500nm。
所述的荧光量子点的直径优选为1～4nm。
所述的聚二甲基硅氧烷(PDMS)层是由聚二甲基硅氧烷(PDMS)与固化剂(优选为硅酮树脂)以20：1～2:1(优选为10：1)的比例混合形成的粘性液体旋涂而成。
所述的聚二甲基硅氧烷(PDMS)层的厚度优选为200～500μm。
所述的金膜层的厚度优选为5～50nm，更优选为10～30nm。
所述的氢氧化钠层优选用1～10mol/L氢氧化钠溶液旋涂而成。
所述的用于甲醛气体、湿度和温度多功能检测的纳米复合敏感膜在家庭、工业等领域中的应用。
本发明的机理是：
本发明将光催化的理论引入到表面等离子体传感器中，通过表面等离子体共振效应增强光催化活性，提出了一种基于表面等离子体增强光催化的原理对甲醛气体进行传感的纳米复合敏感膜的制备方法。除此之外，该敏感膜在检测过程中，可以实时得到湿度和温度的响应，具有广泛的应用前景。
PDMS和固化剂比例会影响膜的粘附力，比例越大粘附力越好，但是硬度会下降，正常情况下选10:1；量子点厚度越大荧光效果越强但是反应越迟钝；金膜厚度太薄会影响后面氢氧化钠的附着以及结构的生长，太厚会导致无响应；氢氧化钠太少会无响应，太多会反应迟钝且不利于结构的形成。
本发明相对于现有技术具有如下的优点及效果：
本发明提出的一种用于甲醛气体、湿度和温度多功能检测的纳米复合敏感膜，基于纳米复合敏感膜的荧光变化对甲醛气体的特异性响应，可以得到比之前的传感器的更高灵敏度和更短响应时间且稳定性好、可重复性好、寿命长，而且可以同时实现对甲醛气体、湿度和温度的多功能实时检测，操作简便、快捷。在家庭、工业等领域都具有广泛的应用前景。
附图说明
图1是本发明所述的敏感膜材料构成及结构；其中，1：石英玻璃基片，2：聚二甲基硅氧烷(PDMS)层；3：荧光量子点层，4：金膜层，5：氢氧化钠层。
图2是本发明所述敏感膜SEM表征图。
图3是(A)-(D)分别为Cd、Au、Te和O元素的XPS谱图。
图4是本发明荧光强度在积分时间为400ms时，反复通甲醛和空气变化的数据图。
图5是本发明荧光强度在积分时间为10ms时，与乙醇浓度变化的数据图。
图6是本发明荧光强度在积分时间为400ms时，与丙酮浓度变化的数据图。
图7是本发明反射光强在积分时间为2ms时，在湿度为60％时的可重复性数据图。
图8是本发明反射光强在积分时间为2ms时，在不同湿度梯度下的数据图。
图9是本发明敏感膜荧光强度对温度的响应数据图。
图10是本发明敏感膜分别测试湿度、温度和甲醛气体的响应光谱。
具体实施方式
下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
本发明制备的纳米复合敏感膜的构成及结构，如图1所示。
以下将以本发明的基本原理、理论分析、敏感膜制备、气体测试等分段加以说明。
基本原理
表面等离子体共振(SPR)是在金属和电介质界面处由入射光场在适当的条件(能量与动量匹配)下引发金属表面的自由电子相干振荡而产生表面等离子体波的一种物理现象。根据表面等离子体共振理论，在入射角或波长为某一适当值的条件下，表面等离子体波与入射的TM光的频率和波数相等，二者将发生共振，入射光被吸收，使反射光能量急剧下降，在反射光谱上出现共振峰。当我们在荧光量子点的表面溅射上贵金属时，在激发光源的照射下，荧光量子点价带上的电子会被激发跃迁至导带，产生光生电子和空穴。且贵金属的加入会在荧光量子点的禁带中引入一些杂质能级，参与捕获和释放光生电子和空穴。在荧光量子点-贵金属的界面处会形成肖特基势能，达到有效捕获光生电子的目的，从而抑制光生电子和空穴的复合，因此，能够大大增强光催化活性。贵金属的加入还有另外一个作用，贵金属在可见光的照射下，其电子共振会产生局域表面等离子体共振效应，它能够吸收可见光，使荧光量子点-贵金属复合材料具有可见光响应。此外，金膜表面修饰的氢氧化钠与甲醛会发生坎尼扎罗歧化反应，使甲醛转化为二氧亚甲基，形成的二氧亚甲基再与另一个甲醛分子反应，形成甲酸和甲氧基盐。其反应方程式如下：
HCHO+2NaOH→NaOCH2ONa+H2O
NaOCH2ONa+HCHO→HCOONa+CH3ONa
在膜的表面形成甲氧基盐会降低敏感膜的光透射率，当往气室中通入水蒸气时，材料会发生可逆反应，使材料具有可重复性。其反应方程式如下：
HCOONa+H2O→HCOOH+NaOH
CH3ONa+H2O→CH3OH+NaOH
综上，本发明的甲醛气体检测方法可总结如下：首先在玻璃基片的底部提供一束激发光源，敏感膜在激发光源的照射下，会与甲醛发生催化氧化，具体表现在敏感膜的荧光改变。通过用探测光纤在敏感膜的上方检测荧光的变化可以得到甲醛气体浓度的特异性响应。
敏感膜对湿气的检测原理主要依靠敏感膜在检测甲醛气体的过程中，敏感膜表面的氢氧化钠晶体随湿度变化会析出与溶解，从而改变膜的光反射率。通过检测敏感膜的光反射率可以得到敏感膜对湿度的特异性响应。
敏感膜对温度的检测原理基于荧光量子点对温度的敏感性，即荧光量子点的荧光强度随温度变化会增强或减弱。在同时检测甲醛气体和温度的过程中，对所得的荧光强度变化的数据进行处理，可以分别得到敏感膜对甲醛气体和温度的响应。
理论分析
制备的样品的表面元素组成和化学状态可以通过XPS进行分析。图3(A)、3(B)、3(C)、3(D)分别给出了Cd、Au、Te和O元素的XPS谱图；其中，虚线代表敏感膜在检测前的光谱图，实线代表敏感膜响应后的光谱图。各元素XPS谱图中的结合能的具体数值由表1给出。荧光量子点CdTe中Cd元素的光电子峰对应的结合能分别为404.65eV和411.3eV，反应后其结合能位置、峰宽无明显变化，说明Cd不参与电子转移。Au的XPS谱图表明敏感膜的Au元素，其光电子峰对应的结合能为82.8eV。与Au 4f轨道所处的结合能位置84.0eV相比，观察到了明显的负移，说明在荧光量子点CdTe上溅射金属Au时，金是失去电子的。在敏感膜与甲醛反应后，Au元素的结合能位置变为84.38eV和88.08eV，结合能向高场方向移动，主要原因是Au得到电子，与Te生成了AuTe2。Te的XPS谱图表明，CdTe量子点中的Te元素的光电子峰对应的结合能分别为582.25eV和571.95eV。在敏感膜与甲醛反应后，Te的结合能位置变为582.28eV和572.08eV，主要原因是Te失去电子，与Au形成了化学键。从图3(C)中还可以观察到Te有一个结合能位置处于575.78eV的光电子峰，这是由于Te与O形成了TeO2的缘故。O元素的XPS谱图如图3(D)，荧光量子点CdTe中的O1s的光电子峰对应的结合能为530.9eV，其来源为修饰量子点的3-巯基丙酸。和甲醛反应后，敏感膜中的O1s的光电子峰对应的结合能为531.28eV，其结合能向高场方向移动，主要原因是敏感膜表面涂覆了氢氧化钠，使得表面吸附了很多羟基，羟基具有孤电子对，可以失去电子，造成了敏感膜中的O1s的结合能的明显移动。
表1各元素XPS谱图中的结合能的具体数值
Figure BDA0001532958200000061
实施例1
参照图1～3，本发明中，敏感膜的制备方法包括以下步骤：
(1)荧光量子点的制备方法：优选的，以CdTe量子点为例，将1mL 1mol/L的CdCl2溶液和1.4mL 1mol/L的3-巯基丙酸溶液放入烧杯中完全混合，之后加入30mL的超纯水，在磁力搅拌的条件下，用1mol/L的NaOH溶液调节混合液的pH值为10，在该混合液中加入超纯水至混合液总体积为50mL；将0.0997g的Na2TeO3粉末加入上述混合液中，超声5min使其溶解；接着加入0.05g的NaBH4至该混合液中，所得混合液移入带橡胶塞的三口烧瓶中，在磁力搅拌的条件下，于90℃下水浴或油浴回流200min，所得产品用注射器进行提取，最终CdTe量子点直径为3.24nm。
(2)自组装CdTe量子点成膜：将玻璃基片进行预处理，处理过程如下：将聚二甲基硅氧烷(PDMS)与固化剂(硅酮树脂)以10:1的比例混合形成粘性液体，取一定量的粘性液体于石英玻璃基片上，用100r/s的速度旋涂甩膜，所形成的薄膜厚度为200μm，将该玻璃基片室温下真空干燥，此时得到的芯片为二层芯片。此处玻璃基片的预处理关键在于PDMS是亲油性的，在下一步沉积荧光量子点的时候，荧光量子点在蒸发过程中不易团聚，干燥后表面会比较均匀，量子点的荧光强度猝灭程度很弱。取步骤(1)制备CdTe量子点0.1mL滴涂在预处理过的石英玻璃基片上，用50r/s速度旋涂甩膜，所形成的薄膜厚度为500nm，将该玻璃基片水平放置在真空干燥箱内，室温下真空干燥1小时以上；此时得到的芯片为三层芯片。
(3)量子点表面镀金膜：将步骤(2)中得到的三层芯片进行真空蒸镀，蒸镀99.99％的金膜厚度为20nm，接着放入真空干燥室内，在温度为20℃下抽真空放置1小时以上；此时得到的芯片为四层芯片。
(4)金膜表面修饰氢氧化钠：在四层芯片的表面滴涂0.1mL的1mol/L氢氧化钠溶液，用100r/s速度旋涂方法成膜，接着放入真空干燥箱内，在温度为30℃下抽真空放置1小时以上，此时得到的芯片为五层芯片，即为用于甲醛气体、湿度和温度多功能检测的纳米复合敏感膜。实验表明，此时所制备的敏感膜灵敏度最好，表面生长出纳米天线增强传感性能，其敏感膜表面的侧视图的SEM图如图2所示。
上述步骤(4)中，敏感膜对甲醛的敏感性如图4、图5和图6所示，为了证明所述敏感膜对甲醛气体的的选择性，选用相同浓度的干扰气体：乙醇、丙酮等气体进行测试，乙醇、丙酮等气体的光强响应基本成水平线，证明敏感膜对干扰气体没有明显的吸附。
上述步骤(4)中，敏感膜对湿度的敏感性如图7、图8所示，为了证明所述敏感膜对湿度的敏感性，选用同一湿度的气体以及相同浓度的不同湿度梯度的气体进行测试，证明敏感膜对湿度具有很好的响应，且响应具有可重复性。
上述步骤(4)中，为了证明所述敏感膜对温度的敏感性，将敏感膜放入不同温度的气室中测试其荧光响应特性。数据如图9所示，从图9中对比可看出温度的响应时间比甲醛响应时间大10倍以上，且其响应特性为反比特性，而甲醛为正比特性。选用相同气体流量不同温度的氮气进行测试，证明敏感膜对温度具有很好的响应。
图10为敏感膜检测湿度、温度及甲醛的原理图。如图所示，虚线代表敏感膜在检测前的光谱图，实线代表敏感膜响应后的光谱图。光谱图中处于525nm的光电子峰为激发光源的激发光，处于705nm的光电子峰为敏感膜的荧光。敏感膜对湿气的检测原理主要依靠敏感膜表面的氢氧化钠晶体随湿度变化会析出与溶解，从而改变膜的光反射率。通过检测激发光源的光强可以得到敏感膜对湿度的特异性响应。如图A所示，当湿度由40％变化为60％时，激发光强下降至1/2处，而敏感膜的荧光光强不会改变。敏感膜对温度的检测原理基于荧光量子点对温度的敏感性，即荧光量子点的荧光强度随温度变化会增强或减弱。如图B所示，当温度由30℃变化为50℃时，敏感膜的荧光光强会下降，在此过程中激发光强不会变化。敏感膜对甲醛的检测主要是因为敏感膜在激发光源的照射下，会与甲醛发生催化氧化，具体表现在敏感膜的荧光改变。通过用探测光纤在敏感膜的上方检测荧光的变化可以得到甲醛气体浓度的特异性响应。如图C所示，当向气室中通入甲醛气体时，敏感膜的荧光会增强，而激发光强不会改变。在同时检测甲醛气体和温度的过程中，对所得的荧光强度2变化的数据进行处理，可以分别得到敏感膜对甲醛气体和温度的响应。
实施例2
(1)荧光量子点的制备方法：优选的，以CdTe量子点为例，将1mL 1mol/L的CdCl2溶液和1.4mL 1mol/L的3-巯基丙酸溶液放入烧杯中完全混合，之后加入30mL的超纯水，在磁力搅拌的条件下，用1mol/L的NaOH溶液调节混合液的pH值为10，在该混合液中加入超纯水至混合液总体积为50mL；将0.0554g的Na2TeO3粉末加入上述混合液中，超声5min使其溶解；接着加入0.05g的NaBH4至该混合液中，所得混合液移入带橡胶塞的三口烧瓶中，在磁力搅拌的条件下，于90℃下水浴或油浴回流100min，所得产品用注射器进行提取，最终CdTe量子点直径为2.34nm。
(2)自组装CdTe量子点成膜：将玻璃基片进行预处理，处理过程如实施例1所述。取步骤(1)制备CdTe量子点0.1mL滴涂在预处理过的石英玻璃基片上，用100r/s速度旋涂甩膜，所形成的薄膜厚度为300nm，将该玻璃基片水平放置在真空干燥箱内，室温下真空干燥1小时以上；此时得到的芯片为三层芯片。
(3)量子点表面镀金膜：将步骤(2)中得到的三层芯片进行真空蒸镀，蒸镀99.99％的金膜厚度为10nm，接着放入真空干燥室内，在温度为20℃下抽真空放置1小时以上；此时得到的芯片为四层芯片。
(4)金膜表面修饰氢氧化钠：在四层芯片的表面滴涂0.1mL的3mol/L氢氧钠溶液，用100r/s速度旋涂方法成膜，接着放入真空干燥箱内，在温度为30℃下抽真空放置1小时以上，此时得到的芯片为五层芯片，即为用于甲醛气体、湿度和温度多功能检测的纳米复合敏感膜。
实施例3
(1)荧光量子点的制备方法：优选的，以CdTe量子点为例，将1mL 1mol/L的CdCl2溶液和1.4mL 1mol/L的3-巯基丙酸溶液放入烧杯中完全混合，之后加入30mL的超纯水，在磁力搅拌的条件下，用1mol/L的NaOH溶液调节混合液的pH值为10，在该混合液中加入超纯水至混合液总体积为50mL；将0.0554g的Na2TeO3粉末加入上述混合液中，超声5min使其溶解；接着加入0.05g的NaBH4至该混合液中，所得混合液移入带橡胶塞的三口烧瓶中，在磁力搅拌的条件下，于90℃下水浴或油浴回流70min，所得产品用注射器进行提取，最终CdTe量子点直径为1.91nm。
(2)自组装CdTe量子点成膜：将玻璃基片进行预处理，处理过程如实施例1所述。取步骤(1)制备CdTe量子点0.1mL滴涂在预处理过的石英玻璃基片上，用200r/s速度旋涂甩膜，所形成的薄膜厚度为100nm，将该玻璃基片水平放置在真空干燥箱内，室温下真空干燥1小时以上；此时得到的芯片为三层芯片。
(3)量子点表面镀金膜：将步骤(2)中得到的三层芯片进行真空蒸镀，蒸镀99.99％的金膜厚度为30nm，接着放入真空干燥室内，在温度为20℃下抽真空放置1小时以上；此时得到的芯片为四层芯片。
(4)金膜表面修饰氢氧化钠：在四层芯片的表面滴涂0.2mL的5mol/L氢氧钠溶液，用100r/s速度旋涂方法成膜，接着放入真空干燥箱内，在温度为30℃下抽真空放置1小时以上，此时得到的芯片为五层芯片，即为用于甲醛气体、湿度和温度多功能检测的纳米复合敏感膜。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于甲醛气体、湿度和温度多功能检测的纳米复合敏感膜的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
(1)荧光量子点的制备：合成直径1～4nm的荧光量子点；
(2)自组装荧光量子点成膜：将石英玻璃基片进行预处理，处理过程如下：将聚二甲基硅氧烷与固化剂以20：1～2:1的比例混合形成粘性液体，取粘性液体于石英玻璃基片上，用100r/s～300r/s的速度旋涂甩膜，所形成的薄膜厚度为200～500μm，将该石英玻璃基片室温下真空干燥，此时得到的芯片为二层芯片；此处石英玻璃基片的预处理关键在于聚二甲基硅氧烷是亲油性的，在下一步沉积荧光量子点的时候，荧光量子点在蒸发过程中不易团聚，干燥后表面会比较均匀，量子点的荧光强度猝灭程度很弱；取步骤(1)制备的荧光量子点滴涂在预处理过的石英玻璃基片上，用50～300r/s速度旋涂甩膜，所形成的薄膜厚度为100～500nm，将该石英玻璃基片室温下真空干燥；此时得到的芯片为三层芯片；
(3)量子点表面镀金膜：将步骤(2)中得到的三层芯片进行真空电子束蒸镀，蒸镀纯度99.99％的金膜，其厚度为5～50nm，接着在温度为10～20℃下抽真空放置；此时得到的芯片为四层芯片；
(4)金膜表面修饰氢氧化钠：在四层芯片的表面滴涂0.1～0.5mL 1～10mol/L氢氧化钠溶液，用100～700r/s速度旋涂方法成膜，接着在温度为20～30℃下抽真空放置，此时得到的芯片为五层芯片，即为用于甲醛气体、湿度和温度多功能检测的纳米复合敏感膜。
2.根据权利要求1所述的用于甲醛气体、湿度和温度多功能检测的纳米复合敏感膜的制备方法，其特征在于：
步骤(1)中所述的荧光量子点需满足的条件：激发光和荧光的波长距离在50nm以上。
3.根据权利要求1或2所述的用于甲醛气体、湿度和温度多功能检测的纳米复合敏感膜的制备方法，其特征在于：
步骤(1)中所述的荧光量子点为CdS、CdTe、CdSe、ZnS、PbS或PbO。
4.根据权利要求1所述的用于甲醛气体、湿度和温度多功能检测的纳米复合敏感膜的制备方法，其特征在于：
步骤(2)中所述的真空干燥的时间为1小时以上；
步骤(3)中所述的抽真空放置的时间为1小时以上；
步骤(4)中所述的抽真空放置的时间为1小时以上。
5.根据权利要求1所述的用于甲醛气体、湿度和温度多功能检测的纳米复合敏感膜的制备方法，其特征在于：
步骤(3)中所述的金膜厚度为10～30nm；
步骤(4)中所述的氢氧化钠溶液的用量为0.1～0.2mL；
步骤(4)中所述的氢氧化钠溶液的浓度为1～5mol/L。
6.一种用于甲醛气体、湿度和温度多功能检测的纳米复合敏感膜，其特征在于：所述纳米复合敏感膜是由石英玻璃基片、聚二甲基硅氧烷层、荧光量子点层、金膜层和氢氧化钠层自下而上层层组装而成。
7.根据权利要求6所述的用于甲醛气体、湿度和温度多功能检测的纳米复合敏感膜，其特征在于：
所述的荧光量子点需满足的条件：激发光和荧光的波长距离在50nm以上；
所述的荧光量子点层的厚度为100～500nm；
所述的荧光量子点的直径为1～4nm。
8.根据权利要求6所述的用于甲醛气体、湿度和温度多功能检测的纳米复合敏感膜，其特征在于：
所述的聚二甲基硅氧烷层是由聚二甲基硅氧烷与固化剂以20：1～2:1的比例混合形成的粘性液体旋涂而成；
所述的聚二甲基硅氧烷层的厚度为200～500μm。
9.根据权利要求6所述的用于甲醛气体、湿度和温度多功能检测的纳米复合敏感膜，其特征在于：
所述的金膜层的厚度为5～50nm；
所述的氢氧化钠层用1～10mol/L氢氧化钠溶液旋涂而成。
10.权利要求6～9任一项所述的用于甲醛气体、湿度和温度多功能检测的纳米复合敏感膜在家庭、工业领域中的应用。
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