CN109111914B - 一种稀土配合物紫外增强薄膜 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种稀土配合物紫外增强薄膜，是将一类可溶解于乙醇的高量子效率的稀土配合物荧光材料和一种易溶于水的PVA聚合物混溶于乙醇水溶液中，通过烘箱干燥挥发溶剂形成薄膜，具有高效的紫外增强效果，在制备过程中其材料易得，工艺简单，效果好，成本低，可以应用于紫外光电探测领域，如火灾检测、有机污染物检测、雷达监测、飞行器预警等。

Description

一种稀土配合物紫外增强薄膜
技术领域
本发明属于光电探测材料技术领域，尤其涉及一种稀土配合物紫外增强薄膜。
背景技术
目前，所用的紫外探测器件多为真空倍增器件，而真空倍增器件的量子效率一般只有10-20％，并且工作寿命短，严重制约了紫外载荷探测的应用范围。近年来，新型宽禁带紫外半导体成像器件发展迅速，性能不断提高，GaN和SiC是两种典型的日盲紫外半导体探测器。GaN紫外探测器具有量子效率高、耐高温和耐化学腐蚀性等优点。2005年美国西北大学的R.McClintock等人研制出320256日盲型AlGaN紫外焦平面器件。虽然AlGaN紫外探测器的材料制备已取得阶段性进展，但制备AlGaN紫外探测器的难度较大，严重制约器件性能的提高；SiC材料的高硬度、高导热性可以大大提高探测器的抗损伤能力，但是受制于SiC器件结构，在现有的半导体工艺下，其更适合线阵成像器件。
此外，常规探测器表面的多晶硅电极对低于400nm的紫外光具有强烈的吸收作用，一般的探测器如CCD、CMOS等在紫外波段响应很弱，很难适用于紫外探测领域。
为了弥补上述方法的种种不足，本专利提出一种工艺简单，成本低的紫外增强膜制备方法，并在线阵CCD上证明了其探测的高效性。
发明内容
本发明的目的是提供一种稀土配合物荧光材料和聚合物材料复合制备紫外增强薄膜，通过将一类吸收波段在240-400nm的稀土配合物荧光材料和PVA聚合物混溶在乙醇水溶液中，制备高效紫外增强薄膜。
为了实现上述的目的，本发明提供以下技术方案：
一种稀土配合物紫外增强薄膜，是将一类可溶解于乙醇的高量子效率的稀土配合物荧光材料和一种易溶于水的PVA聚合物混溶于乙醇水溶液中，通过烘箱干燥挥发溶剂形成薄膜，具有高效的紫外增强效果。
所述的稀土配合物紫外增强薄膜的制备方法，包括以下步骤：
(1)按照稀土配合物荧光材料：PVA＝1：9的质量比例，分别称取稀土配合物荧光材料、PVA，然后将称取的所有原料混合溶于乙醇水溶液中，得到发光溶胶；
(2)将步骤(1)制得的发光溶胶在室温下根据需要旋涂成膜或者浇铸成膜，40℃烘箱烘干成膜，再在制备的增强膜表面旋涂一层PDMS膜，40℃烘箱中固化，制成稀土配合物紫外增强薄膜。
所述的稀土配合物荧光材料的结构通式如下：
Figure BDA0001741850000000021
所述的稀土配合物荧光材料的结构通式中A+为四丁基溴化铵/1-己基-3-甲基咪唑氯化物。
所述的稀土配合物荧光材料的制备方法为，按照EuCl3·6H2O：四丁基溴化铵/1-己基-3-甲基咪唑氯化物：噻吩甲酰三氟丙酮＝1：1：4摩尔比对应的质量称取反应原料，将称取的四丁基溴化铵/1-己基-3-甲基咪唑氯化物、噻吩甲酰三氟丙酮加入到容器中，加入适量NaOH水溶液，混合均匀后，再加入无水乙醇，室温下完全溶解，将称取的EuCl3·6H2O配制成0.1M的水溶液，加入容器后，48-52℃加热搅拌，反应80-90min，之后关闭电源，室温下静置10-12h后抽滤，有淡黄色产物析出，用蒸馏水洗涤两遍，收集产物，于73-77℃烘箱烘干，收集产物即得。
所述的稀土配合物紫外增强薄膜的应用为，将稀土配合物荧光材料和PVA混合制得的发光溶胶在室温下浇铸到线阵CCD里感光槽里，将灌入发光溶胶的CCD平置于干燥烘箱里，40℃烘箱烘干，再在制备的增强膜表面旋涂一层PDMS膜，40℃烘箱中固化，制成稀土配合物紫外增强线阵CCD。
本发明的优点是：
本发明设计将稀土配合物荧光材料、聚合物材料混溶于混合溶剂中得到胶液，通过烘箱干燥成膜，实现高效的紫外增强，材料易得，工艺简单，效果好，成本低，可以应用于紫外光电探测领域，如火灾检测、有机污染物检测、雷达监测、飞行器预警等。
附图说明
图1所示为本发明中稀土配合物荧光材料的合成路线图。
图2所示为本发明中增强薄膜吸收光谱图。
图3所示为本发明中增强薄膜通过光谱图。
图4所示为本发明中增强薄膜激发光谱图。
图5所示为本发明中增强薄膜发射光谱图。
图6所示为本发明中线阵紫外增强CCD效果测试图。
图7所示为本发明中紫外增强膜实物图。
图8所示为本发明中线阵紫外增强CCD实物图。
具体实施方式
以下结合具体的实例对本发明的技术方案做进一步说明：
实施例1
稀土配合物材料的制备：
(1)按照EuCl3·6H2O：四丁基溴化铵/1-己基-3-甲基咪唑氯化物：噻吩甲酰三氟丙酮＝1：1：4摩尔比对应的质量称取反应原料；
(2)将称取的四丁基溴化铵/1-己基-3-甲基咪唑氯化物、噻吩甲酰三氟丙酮加入到250ml单口瓶中；
(3)加入适量NaOH水溶液，混合均匀；
(4)加入20ml无水乙醇，室温下完全溶解；
(5)将称取的EuCl3·6H2O配制成0.1M的水溶液，加入单口瓶；
(6)50℃加热，搅拌，反应1.5h；
(7)关闭电源，室温下静置12h；
(8)抽滤，有淡黄色产物析出，用适量蒸馏水洗涤两遍，收集产物；
(9)70℃烘箱常压下烘干，收集产物。
实施例2
稀土配合物紫外增强薄膜的制备：
(1)称取0.6g PVA124于10ml玻璃瓶，加入4.4g蒸馏水，静置2h(使PVA溶胀)；
(2)加入搅拌子，85℃加热搅拌至完全溶解；
(3)加入5g无水乙醇，65℃加热搅拌至完全溶解；
(4)称取适量配合物加入上述PVA溶液；
(5)40℃加热搅拌24h形成混合发光胶液；
(6)根据需要旋涂成膜或者浇铸成膜；
(7)40℃烘箱常压下烘干成膜；
(8)再在制备的增强膜表面旋涂一层PDMS膜；
(9)40℃烘箱中常压下固化。
实施例3
在紫外增强线阵CCD上的应用：
(1)将配制的发光溶胶，浇铸到线阵CCD里感光槽里；
(2)将灌入发光溶胶的CCD平置于干燥烘箱里；
(3)40℃烘箱常压下烘干；
(4)再在制备的增强膜表面旋涂一层PDMS膜，40℃烘箱中常压下固化。

Claims (2)

1.一种稀土配合物紫外增强薄膜，其特征在于，是将一类可溶解于乙醇的高量子效率的稀土配合物荧光材料和一种易溶于水的PVA聚合物混溶于乙醇水溶液中，通过烘箱干燥挥发溶剂形成薄膜，具有高效的紫外增强效果；
所述的稀土配合物紫外增强薄膜的制备方法，包括以下步骤：
（1）按照稀土配合物荧光材料：PVA=1：9的质量比例，分别称取稀土配合物荧光材料、PVA，然后将称取的所有原料混合溶于乙醇水溶液中，得到发光溶胶；
（2）将步骤（1）制得的发光溶胶在室温下根据需要旋涂成膜或者浇铸成膜，40℃烘箱烘干成膜，再在制备的增强膜表面旋涂一层PDMS膜，40℃烘箱中固化，制成稀土配合物紫外增强薄膜；
所述的稀土配合物荧光材料的结构通式如下：
Figure 208065DEST_PATH_IMAGE002
；
式中所述A+为四丁基溴化铵/1-己基-3-甲基咪唑氯化物；
所述的稀土配合物荧光材料的制备方法，按照EuCl3·6H2O：四丁基溴化铵/1-己基-3-甲基咪唑氯化物：噻吩甲酰三氟丙酮=1：1：4摩尔比对应的质量称取反应原料，将称取的四丁基溴化铵/1-己基-3-甲基咪唑氯化物、噻吩甲酰三氟丙酮加入到容器中，加入适量NaOH水溶液，混合均匀后，再加入无水乙醇，室温下完全溶解，将称取的EuCl3·6H2O配制成0.1M的水溶液，加入容器后，48-52℃加热搅拌，反应80-90min，之后关闭电源，室温下静置10-12h后抽滤，有淡黄色产物析出，用蒸馏水洗涤两遍，收集产物，于73-77℃烘箱烘干，收集产物即得。
2.根据权利要求1所述的稀土配合物紫外增强薄膜的应用，其特征在于，将稀土配合物荧光材料和PVA混合制得的发光溶胶在室温下浇铸到线阵CCD里感光槽里，将灌入发光溶胶的CCD平置于干燥烘箱里，40℃烘箱烘干，再在制备的增强膜表面旋涂一层PDMS膜，40℃烘箱中固化，制成稀土配合物紫外增强线阵CCD。
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