CN109796710A - 一种氧化石墨烯稀土配合物复合紫外增强薄膜的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种氧化石墨烯稀土配合物复合紫外增强薄膜的制备方法，此方法将一类吸收波段在240‑400nm的稀土配合物荧光材料和PVA聚合物混在乙醇水溶液中，制备了高效紫外增强薄膜，并制备了相应的膜增强CCD。基于此，利用此种方法制备的紫外增强薄膜在光电探测尤其是紫外探测方面具有广阔的应用前景。

Description

一种氧化石墨烯稀土配合物复合紫外增强薄膜的制备方法

技术领域

本发明属于光电探测材料技术领域，尤其涉及一种氧化石墨烯稀土配合物复合紫外增强薄膜的制备方法。

背景技术

现在紫外探测领域所用的探测器件大多数为真空倍增器件，其量子效率只有10-20%，且可工作寿命较短，严重影响了此类器件的应用。

随着新型宽禁带紫外半导体成像器件的发展，出现了GaN和SiC两种典型的日盲紫外半导体探测器。此类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。但是其材料与器件制备工艺复杂，要求极高，虽然有着很好的性能，但是想快速普及应用难度很大。

而常规探测器表面的钝化层、氧化栅、硅表层对紫外光强烈的吸收，一般的探测器如CCD、CMOS等在紫外波段响应很弱，只能应用于可见光强度的检测。为了应对这个不足，常用紫外镀膜的方法来实现其对紫外光的探测。然而，所用镀膜材料稳定性不好影响了该类器件的使用范围。

为了弥补上述方法的不足，本专利提出一种工艺简单，成本低的紫外增强膜制备方法，并制备了相应的膜增强CCD。

发明内容

本发明的目的是提供一种氧化石墨烯（GOSs）稀土配合物复合紫外增强薄膜的制备方法，此方法将一类吸收波段在240-400nm的稀土配合物荧光材料和PVA聚合物混在乙醇水溶液中，制备了高效紫外增强薄膜，并制备了相应的膜增强CCD。

为了实现上述的目的，本发明提供以下技术方案：

一种氧化石墨烯稀土配合物复合紫外增强薄膜的制备方法，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与氧化石墨烯利用氢键作用进行自组装复合，并将此种复合材料和一种易溶于水的PVA聚合物混合于乙醇水溶液中，通过烘箱干燥挥发溶剂形成薄膜，具有高效稳定的紫外增强效果。

所述的氧化石墨烯稀土配合物复合紫外增强薄膜的制备方法，包括以下步骤：

（1）按照复合荧光材料：PVA=2：5的质量比例，分别称取GOSs-稀土配合物复合材料、PVA，然后将称取的原料混合于乙醇水溶液中，得到发光混胶；

（2）将步骤（1）制得的发光混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，制成GOSs-稀土配合物复合紫外增强薄膜。

所述含有一类可与乙醇制成悬浮液高量子效率的GOSs-稀土配合物复合材料荧光材料。

所述的氧化石墨烯稀土配合物复合材料的制备方法如下：以GOSs、噻吩甲酰三氟丙酮、六水合氯化铕、2’2-联吡啶为原料，利用配位和氢键作用得到相应荧光材料。

所述的氧化石墨烯稀土配合物复合材料的制备方法，具体步骤如下：

按照EuCl3·6H2O：2’2-联吡啶：噻吩甲酰三氟丙酮=1：1：3摩尔比对应的质量称取反应原料，将EuCl3·6H2O和GOSs置于乙醇中，混合超声得到悬浮液A；将2’2-联吡啶和噻吩甲酰三氟丙酮置于乙醇中溶解，得到溶液B；将悬浮液A和溶液B加入到250ml单口瓶中，加入适量NaOH水溶液，调节PH至6-7，60℃加热，搅拌，反应3h，关闭电源，室温下静置12 h后抽滤，用乙醇洗涤数遍，收集产物，70℃烘箱烘干，收集产物即得。

本发明的另一个目的是提供一种膜增强CCD的制备方法，包括以下步骤：

（1）按照复合荧光材料：PVA=2：5的质量比例，分别称取GOSs-稀土配合物复合材料、PVA，然后将称取的原料混合于乙醇水溶液中，得到发光混胶；

（2）将步骤（1）制备的发光混胶浇铸到线阵CCD里感光槽里，40℃烘箱常压烘干，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GOSs-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，高效且稳定，成本低，该增强膜可以应用于紫外光电探测领域与光转换膜领域等。

附图说明

图1所示为本发明复合材料红外光谱图。

图2所示为本发明复合材料SEM图。

图3所示为本发明增强薄膜吸收光谱图。

图4所示为本发明增强薄膜发射光谱图。

图5所示为本发明增强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

GOSs-稀土配合物荧光材料的制备：

（1）按照EuCl3·6H2O：2’2-联吡啶：噻吩甲酰三氟丙酮=1：1：3摩尔比对应的质量称取反应原料；

（2）将EuCl3·6H2O和GOSs置于乙醇中，混合超声得到悬浮液A；

（3）将2’2-联吡啶和噻吩甲酰三氟丙酮置于乙醇中溶解，得到溶液B；

（4）将悬浮液A和溶液B加入到250ml单口瓶中；

（5）加入适量NaOH水溶液，调节PH至6-7；

（6）60℃加热，搅拌，反应3h；

（7）关闭电源，室温下静置12 h后抽滤，用乙醇洗涤数遍，收集产物；

（8）70℃烘箱烘干（常压），收集产物。

实施例2

复合增强薄膜的制备：

（1）称取 PVA124于玻璃瓶，加入蒸馏水，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℃烘箱烘干（常压）成膜。

实施例3

紫外增强线阵CCD的制备：

（1）将配制的发光混胶，浇铸到线阵CCD里感光槽里；

（2）将灌入发光混胶的CCD平置于干燥烘箱里；

（3）40℃烘箱常压烘干；

（4）器件封装。

Claims (6)

1.一种氧化石墨烯稀土配合物复合紫外增强薄膜的制备方法，其特征在于，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与氧化石墨烯利用氢键作用进行自组装复合，并将此种复合材料和一种易溶于水的PVA聚合物混合于乙醇水溶液中，通过烘箱干燥挥发溶剂形成薄膜，具有高效稳定的紫外增强效果。

2.根据权利要求1所述的氧化石墨烯稀土配合物复合紫外增强薄膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）按照复合荧光材料：PVA=2：5的质量比例，分别称取GOSs-稀土配合物复合材料、PVA，然后将称取的原料混合于乙醇水溶液中，得到发光混胶；

（2）将步骤（1）制得的发光混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，制成GOSs-稀土配合物复合紫外增强薄膜。

3.根据权利要求1或2所述的氧化石墨烯稀土配合物复合紫外增强薄膜的制备方法，其特征在于，所述含有一类可与乙醇制成悬浮液高量子效率的GOSs-稀土配合物复合材料荧光材料。

4.根据权利要求1或2所述的氧化石墨烯稀土配合物复合紫外增强薄膜的制备方法，其特征在于，所述的氧化石墨烯稀土配合物复合材料的制备方法如下：以GOSs、噻吩甲酰三氟丙酮、六水合氯化铕、2’2-联吡啶为原料，利用配位和氢键作用得到相应荧光材料。

5.根据权利要求4所述的氧化石墨烯稀土配合物复合材料的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：

按照EuCl₃·6H2O：2’2-联吡啶：噻吩甲酰三氟丙酮=1：1：3摩尔比对应的质量称取反应原料，将EuCl₃·6H2O和GOSs置于乙醇中，混合超声得到悬浮液A；将2’2-联吡啶和噻吩甲酰三氟丙酮置于乙醇中溶解，得到溶液B；将悬浮液A和溶液B加入到250ml单口瓶中，加入适量NaOH水溶液，调节PH至6-7，60℃加热，搅拌，反应3h，关闭电源，室温下静置12 h后抽滤，用乙醇洗涤数遍，收集产物，70℃烘箱烘干，收集产物即得。

6.一种膜增强CCD的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）按照复合荧光材料：PVA=2：5的质量比例，分别称取GOSs-稀土配合物复合材料、PVA，然后将称取的原料混合于乙醇水溶液中，得到发光混胶；

（2）将步骤（1）制备的发光混胶浇铸到线阵CCD里感光槽里，40℃烘箱常压烘干，制成稀土配合物紫外增强线阵CCD。