CN111303862B - 一种双发射荧光温敏聚合物复合薄膜及其制备方法、应用 - Google Patents

一种双发射荧光温敏聚合物复合薄膜及其制备方法、应用 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种聚合物复合薄膜，包括水溶性聚氨酯基膜和掺杂在水溶性聚氨酯基膜中碳量子点粒子。本发明设计了一种黄色‑蓝色双光发射的杂化PU/CDs复合薄膜，CDs粒子在复合薄膜上分布比较均匀，不团聚。本发明制备的双光发射杂化PU/CDs复合薄膜不仅具有很好的荧光温度响应性和往复可逆性质，而且具有较好的伸缩延展性，并且不影响荧光显示效果，此外还具有较高的薄膜透光率。同时制备方法简单易行，过程可控，功能可调，在宏观双光温度检测和高分子薄膜复合改性两个方面都具有较高的应用价值。

Description

一种双发射荧光温敏聚合物复合薄膜及其制备方法、应用
技术领域
本发明属于聚合物复合薄膜技术领域，涉及一种聚合物复合薄膜及其制备方法、应用，尤其涉及一种碳量子点/PU双发射荧光温敏聚合物复合薄膜及其制备方法、应用。
背景技术
荧光纳米探针是指在紫外-可见-近红外区有特征荧光，并且其荧光性质(激发和发射波长、强度、寿命、偏振等)可随所处环境的性质，如极性、折射率、粘度等改变而灵敏地改变的一类纳米级荧光性分子，是一种能够与核酸(DNA或RNA)、蛋白质或其他大分子结构形成非共价相互作用，而使一种或几种荧光性质发生改变的小分子物质，因而可用于研究大分子物质的性质和行为。荧光纳米探针具有成本低、检测速度快、灵敏度高、可实时监控等优点，近年来一直是药物释放、环境监测和分子成像等领域的研究热点，研究者们研究开发了许多新型的荧光纳米探针材料。但是截至目前为止，大多数纳米荧光探针由于制备方式的原因，通常存在于水相体系中，而且很明显，其不易于存储，运输以及宏观领域应用的拓展，这种固有缺点极大地限制了其实际应用价值和前景。
在此基础上，复合功能性荧光探针传感薄膜近年来渐渐成为一个研究热点。复合功能性荧光探针传感薄膜具有宏观设计、操作方便，各项性质长期稳定并易于再生等诸多优点。现有的文献中也公开了相应的技术方案，如Zhang等制备了一种ssDNA-PC荧光薄膜，可以用于检测重金属Hg2+。Chi等研发了一种BSA-Au NCs荧光薄膜，可以进行Cu2+的检测等等。
但是这些复合发光薄膜和绝大多数荧光纳米探针一样，大都是基于单荧光发射强度的检测，很容易受到比如探针浓度、光源或探测器的漂移等的限制。由于无法避免复杂环境里各种因素的干扰，其测试结果的重复性和可信度受到很大影响。
因此，如何找到一种适宜的复合功能性荧光探针传感薄膜，解决现有的复合发光薄膜存在的上述缺陷，已成为领域内诸多具有前瞻性的研究人员广为关注的焦点之一。
发明内容
有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种聚合物复合薄膜及其制备方法、应用，特别是一种碳量子点/PU双发射荧光温敏聚合物复合薄膜，本发明提供的双发射荧光温敏聚合物复合薄膜具有而制备的双光发射杂化PU/CDs复合薄膜具有很好的荧光温度响应性和往复可逆性质，而且可以实现在大温度范围内的比色检测，同时制备方法简单易行，过程可控，功能可调，在宏观双光温度检测和高分子薄膜复合改性两个方面都具有较高的应用价值。
本发明提供了一种聚合物复合薄膜，包括水溶性聚氨酯基膜和掺杂在水溶性聚氨酯基膜中碳量子点粒子。
优选的，所述水溶性聚氨酯基膜的厚度为1μm～5mm；
所述碳量子点粒子的粒径为1～5nm；
所述碳量子点粒子的掺杂量为0.1wt％～10wt％；
所述碳量子点粒子复合在所述水溶性聚氨酯基膜的表面。
优选的，所述碳量子点粒子呈均匀分散状态，不团聚；
所述聚合物复合薄膜在可见光区550nm以后的透光率大于等于85％；
所述聚合物复合薄膜为双发射荧光温敏聚合物复合薄膜；
所述聚合物复合薄膜为具有黄色-蓝色双光发射的杂化PU/CDs复合薄膜。
本发明提供了一种聚合物复合薄膜的制备方法，包括以下步骤：
1)将水溶性聚氨酯原料、甘油和水加热混合后，得到聚氨酯溶液；
2)将碳量子点粉末加入上述步骤得到的聚氨酯溶液中，得到混合溶液；
3)将上述步骤得到的混合溶液铺展在基板上干燥后，得到聚合物复合薄膜。
优选的，所述水溶性聚氨酯原料与所述甘油的质量体积比为1g：(3～20)mL；
所述水溶性聚氨酯原料与所述水的质量比为1：(20～60)；
所述加热混合的温度为40～60℃；
所述加热混合的时间为2～5h。
优选的，所述加入的方式为滴加；
所述铺展的方式包括流延、旋涂、涂刷和喷涂中的一种或多种；
所述干燥的温度为30～60℃；
所述干燥的时间为1～4h。
优选的，所述碳量子点粉末由以下步骤制备得到：
a)在密闭的条件下，将邻苯二胺和水混合后的混合液，进行水热反应后，得到CDs水溶液；
b)将上述步骤得到的CDs水溶液经过离心过滤后，得到CDs溶液；
c)将上述步骤的CDs溶液经过膜过滤和透析后，得到透析液，再除去透析液中的水后，得到碳量子点粉末；
所述除去透析液中的水的方式包括旋转蒸发、冷冻干燥和真空干燥中的一种或多种。
优选的，所述邻苯二胺和水的质量比为1：(0.01～0.5)；
所述水热反应的温度为170～220℃；
所述水热反应的时间为4～12h。
优选的，所述离心过滤的转速为600～14000rpm；
所述离心过滤的时间为3～15min；
所述膜过滤的过滤孔径为400～5000nm；
所述透析的时间为24～72h。
本发明还提供了上述技术方案任意一项所述的聚合物复合薄膜或上述技术方案所述的制备方法所制备的聚合物复合薄膜在宏观双光温度检测或高分子薄膜复合改性方面中的应用。
本发明提供了一种聚合物复合薄膜，包括水溶性聚氨酯基膜和掺杂在水溶性聚氨酯基膜中碳量子点粒子。与现有技术相比，本发明针对现有的复合发光薄膜大多存在限制性大，易受多因素干扰，导致测试结果重复性和可信度差的问题。本发明基于研究认为，通过引入合适的纳米材料形成的聚合物纳米复合材料，可以显著改善原始聚合物的材料性能，而且这些纳米材料还可以赋予聚合物很多特殊的性能，这在一定程度上不是其他方法所能轻易实现的。特别是，具有多种性能的碳基纳米材料(例如石墨烯，碳纳米管，CDs等)，可用于构建具有各种应用前景的聚合物碳纳米复合材料。而且在诸多聚合物材料中，水性聚氨酯(PU)高分子材料相比大多数聚合物同类产品具有重量轻、机械强度和耐化学稳定性等优势，显示出了理想的聚合物基体应用特征，而且PU的合成重点已经从石化前驱体转向了以生物领域应用为基础的前驱体，这使得其在经济上更具可行性和可操作性。
本发明创造性的设计了一种双发射荧光薄膜，该薄膜由水溶性聚氨酯基膜和掺杂在水溶性聚氨酯基膜中碳量子点粒子组成，是一种黄色-蓝色双光发射的杂化PU/CDs复合薄膜，CDs粒子在复合薄膜上分布比较均匀，不团聚，具有很好的荧光温度响应性和往复可逆性质。而且通过调整PU和CDs的质量比，并对其双发射温度响应、温度往复可逆和CIE色度对比，具有较好的荧光双发射温度响应性，颜色跨度大，随着温度升高在蓝色-绿色-黄色区间内移动，对温度的响应更灵敏，显示更精确，PU的蓝色荧光不随温度变化而变化，而随着温度升高，CDs的黄色荧光逐渐降低，同样具有很好的温度响应性质。
本发明制备的双光发射杂化PU/CDs复合薄膜不仅具有很好的荧光温度响应性和往复可逆性质，而且具有较好的伸缩延展性，并且不影响荧光显示效果，此外还具有较高的薄膜透光率。同时制备方法简单易行，过程可控，功能可调，在宏观双光温度检测和高分子薄膜复合改性两个方面都具有较高的应用价值。
实验结果表明，本发明制备的杂化PU/CDs复合薄膜随着温度升高，其黄色荧光逐渐降低而蓝色荧光保持不变，能够实现在大温度范围内(10～90℃)的比色检测，可见光区550nm以后薄膜透光率达到85％以上，在宏观双光温度检测和高分子复合改性两个方面都具有较高的应用价值。
附图说明
图1为本发明实施例1制备的CDs的TEM透射电镜图；
图2为本发明实施例1制备的CDs粉末纯化后的水溶液在365nm紫外灯辐照下的不同温度下的荧光照片；
图3为本发明实施例1制备的CDs粉末纯化后的水溶液在环境温度从10℃到90℃的荧光光谱图；
图4为本发明实施例1制备的CDs粉末纯化后的水溶液在环境温度从90℃到10℃的荧光光谱图；
图5为本发明实施例1制备的CDs粉末纯化后的水溶液在20～80℃的环境温度下循环的荧光强度比对图；
图6为本发明实施例1制备的PU/CDs(8％)复合薄膜的TEM透射电镜图；
图7为本发明中的PU薄膜、CDs和PU/CDs(8％)复合薄膜的荧光光谱图；
图8为本发明实施例1制备的PU/CDs(8％)复合薄膜的透射光谱图；
图9为本发明实施例制备的不同质量百分比的PU/CDs复合薄膜以及纯PU在365nm紫外光照下的荧光照片；
图10为本发明实施例1制备的PU/CDs(4％)复合薄膜在环境温度从10℃到90℃的荧光光谱图；
图11为本发明实施例1制备的PU/CDs(4％)复合薄膜在环境温度从90℃到10℃的荧光光谱图；
图12为本发明实施例1制备的PU/CDs(4％)复合薄膜在20～80℃的环境温度下循环的荧光强度比对图；
图13为本发明实施例1制备的PU/CDs(4％)复合薄膜在10～90℃范围内的CIE色度图；
图14为本发明实施例1制备的PU/CDs(2％)复合薄膜在环境温度从10℃到90℃的荧光光谱图；
图15为本发明实施例1制备的PU/CDs(2％)复合薄膜在环境温度从90℃到10℃的荧光光谱图；
图16为本发明实施例1制备的PU/CDs(2％)复合薄膜在20～80℃的环境温度下循环的荧光强度比对图；
图17为本发明实施例1制备的PU/CDs(2％)复合薄膜在10～90℃范围内的CIE色度图；
图18为本发明实施例1制备的PU/CDs(1％)复合薄膜在环境温度从10℃到90℃的荧光光谱图；
图19为本发明实施例1制备的PU/CDs(1％)复合薄膜在环境温度从90℃到10℃的荧光光谱图；
图20为本发明实施例1制备的PU/CDs(1％)复合薄膜在20～80℃的环境温度下循环的荧光强度比对图；
图21为本发明实施例1制备的PU/CDs(1％)复合薄膜在10～90℃范围内的CIE色度图；
图22为本发明实施例1制备的PU/CDs(0.4％)复合薄膜在环境温度从10℃到90℃的荧光光谱图；
参见图23，图23为本发明实施例1制备的PU/CDs(0.4％)复合薄膜在环境温度从90℃到10℃的荧光光谱图；
图24为本发明实施例1制备的PU/CDs(0.4％)复合薄膜在20～80℃的环境温度下循环的荧光强度比对图；
图25为本发明实施例1制备的PU/CDs(0.4％)复合薄膜在10～90℃范围内的CIE色度图；
图26是本发明实施例制备的PU/CDs(1％)复合薄膜在365nm紫外光照下的荧光照片。
具体实施方式
为了进一步了解本发明，下面结合实施例对本发明的优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点而不是对本发明专利要求的限制。
本发明所有原料，对其来源没有特别限制，在市场上购买的或按照本领域技术人员熟知的常规方法制备的即可。
本发明所有原料，对其纯度没有特别限制，本发明优选采用分析纯或聚合物薄膜制备领域常规的纯度要求。
本发明所有原料，其牌号和简称均属于本领域常规牌号和简称，每个牌号和简称在其相关用途的领域内均是清楚明确的，本领域技术人员根据牌号、简称以及相应的用途，能够从市售中购买得到或常规方法制备得到。
本发明提供了一种聚合物复合薄膜，包括水溶性聚氨酯基膜和掺杂在水溶性聚氨酯基膜中碳量子点粒子。
本发明原则上对所述水溶性聚氨酯基膜的具体参数没有特别限制，本领域技术人员可以根据实际应用情况、原料情况以及产品要求进行选择和调整，本发明为更好的提高薄膜的荧光温度响应性和往复可逆性，保证良好的伸缩延展性和薄膜透光率，所述水溶性聚氨酯基膜的厚度优选为1μm～5mm，更优选为10μm～1mm，更优选为50～500μm，更优选为100～400μm，更优选为200～300μm。
本发明原则上对所述碳量子点粒子的具体参数没有特别限制，本领域技术人员可以根据实际应用情况、原料情况以及产品要求进行选择和调整，本发明为更好的提高薄膜的荧光温度响应性和往复可逆性，保证良好的伸缩延展性和薄膜透光率，所述碳量子点粒子的粒径优选为1～5nm，更优选为1.5～4.5nm，更优选为2～4nm，更优选为2.5～3.5nm。
本发明原则上对所述碳量子点粒子的含量没有特别限制，本领域技术人员可以根据实际应用情况、原料情况以及产品要求进行选择和调整，本发明为更好的提高薄膜的荧光温度响应性和往复可逆性，保证良好的伸缩延展性和薄膜透光率，所述碳量子点粒子的掺杂量优选为0.1wt％～10wt％，更优选为0.5wt％～8wt％，更优选为0.8wt％～6wt％，更优选为1wt％～3wt％。
本发明原则上对所述碳量子点粒子的掺杂状态没有特别限制，本领域技术人员可以根据实际应用情况、原料情况以及产品要求进行选择和调整，本发明为更好的提高薄膜的荧光温度响应性和往复可逆性，保证良好的伸缩延展性和薄膜透光率，所述量子点粒子均匀的掺杂在水溶性聚氨酯基膜中，而且优选同时也复合在所述水溶性聚氨酯基膜的表面。在本发明中，所述碳量子点粒子优选呈均匀分散的状态，不团聚成团。
在本发明中，为更好的完整和细化技术方案，更好的提高薄膜的荧光温度响应性和往复可逆性，保证良好的伸缩延展性和薄膜透光率，本发明所述聚合物复合薄膜或称聚合物复合膜，所述聚合物复合薄膜的透光率(具体是指在可见光区550nm波长以后的透光率)优选大于等于85％，更优选为大于等于88％，更优选为大于等于90％。所述聚合物复合薄膜优选为双发射荧光温敏聚合物复合薄膜，更具体的，所述聚合物复合薄膜优选为具有黄色-蓝色双光发射的杂化PU/CDs复合薄膜。
本发明还提供了一种聚合物复合薄膜的制备方法，包括以下步骤：
1)将水溶性聚氨酯原料、甘油和水加热混合后，得到聚氨酯溶液；
2)将碳量子点粉末加入上述步骤得到的聚氨酯溶液中，得到混合溶液；
3)将上述步骤得到的混合溶液铺展在基板上干燥后，得到聚合物复合薄膜。
本发明对所述聚合物复合薄膜的制备方法中的材料的选择、组合和优选范围，优选与前述聚合物复合薄膜中的选择、组合和优选范围可以进行对应，在此不再一一赘述。
本发明首先将水溶性聚氨酯原料、甘油和水加热混合后，得到聚氨酯溶液。
本发明原则上对所述甘油的用量没有特别限制，本领域技术人员可以根据实际应用情况、原料情况以及产品要求进行选择和调整，本发明为更好的提高薄膜的荧光温度响应性和往复可逆性，保证良好的伸缩延展性和薄膜透光率，所述水溶性聚氨酯原料与所述甘油的质量体积比优选为1g：(3～20)mL，更优选为1g：(5～18)mL，更优选为1g：(7～16)mL，更优选为1g：(9～14)mL，更优选为1g：(11～12)mL。
本发明原则上对所述水的加入量没有特别限制，本领域技术人员可以根据实际应用情况、原料情况以及产品要求进行选择和调整，本发明为更好的提高薄膜的荧光温度响应性和往复可逆性，保证良好的伸缩延展性和薄膜透光率，所述水溶性聚氨酯原料与所述水的质量比优选为1：(20～60)，更优选为1：(25～55)，更优选为1：(30～50)，更优选为1：(35～45)。
本发明原则上对所述加热混合的具体参数没有特别限制，本领域技术人员可以根据实际应用情况、原料情况以及产品要求进行选择和调整，本发明为更好的提高薄膜的荧光温度响应性和往复可逆性，保证良好的伸缩延展性和薄膜透光率，所述加热混合的温度优选为40～60℃，更优选为42～58℃，更优选为45～55℃，更优选为46～53℃。所述加热混合的时间优选为2～5h，更优选为2.5～4.5h，更优选为3～4h。
本发明随后将碳量子点粉末加入上述步骤得到的聚氨酯溶液中，得到混合溶液。
本发明原则上对所述加入的具体方式没有特别限制，本领域技术人员可以根据实际应用情况、原料情况以及产品要求进行选择和调整，本发明为更好的提高薄膜的荧光温度响应性和往复可逆性，保证良好的伸缩延展性和薄膜透光率，所述加入的方式优选为滴加。在本发明中，具体的滴加参数并没有特别限制，以本领域技术人员熟知的此类反应的常规滴加参数即可，本领域技术人员可以根据实际应用情况、原料情况以及产品要求进行选择和调整。
本发明原则上对所述碳量子点粉末的具体来源没有特别限制，以本领域技术人员熟知的制备方法制备或市售购买，本领域技术人员可以根据实际应用情况、原料情况以及产品要求进行选择和调整，本发明为更好的提高薄膜的荧光温度响应性和往复可逆性，保证良好的伸缩延展性和薄膜透光率，所述碳量子点粉末优选由以下步骤制备得到：
a)在密闭的条件下，将邻苯二胺和水混合后的混合液，进行水热反应后，得到CDs水溶液；
b)将上述步骤得到的CDs水溶液经过离心过滤后，得到CDs溶液；
c)将上述步骤的CDs溶液经过膜过滤和透析后，得到透析液，再除去透析液中的水后，得到碳量子点粉末。
本发明首先在密闭的条件下，将邻苯二胺和水混合后的混合液，进行水热反应后，得到CDs(碳量子点)水溶液。
本发明原则上对所述邻苯二胺和水的用量没有特别限制，本领域技术人员可以根据实际应用情况、原料情况以及产品要求进行选择和调整，本发明为更好的提高薄膜的荧光温度响应性和往复可逆性，保证良好的伸缩延展性和薄膜透光率，所述邻苯二胺和水的质量比优选为1：(0.01～0.5)，更优选为1：(0.05～0.45)，更优选为1：(0.1～0.4)，更优选为1：(0.15～0.35)，更优选为1：(0.2～0.3)。
本发明原则上对所述水热反应的具体条件没有特别限制，本领域技术人员可以根据实际应用情况、原料情况以及产品要求进行选择和调整，本发明为更好的提高薄膜的荧光温度响应性和往复可逆性，保证良好的伸缩延展性和薄膜透光率，所述水热反应的温度优选为170～220℃，更优选为180～210℃，更优选为190～200℃。所述水热反应的时间优选为4～12h，更优选为5～11h，更优选为6～10h，更优选为7～9h。
本发明随后将上述步骤得到的CDs水溶液经过离心过滤后，得到CDs溶液。
本发明原则上对所述离心过滤的具体参数没有特别限制，本领域技术人员可以根据实际应用情况、原料情况以及产品要求进行选择和调整，本发明为更好的提高薄膜的荧光温度响应性和往复可逆性，保证良好的伸缩延展性和薄膜透光率，所述离心过滤的转速优选为600～14000rpm，更优选为1600～12000rpm，更优选为3600～10000rpm，更优选为5600～8000rpm。所述离心过滤的时间优选为3～15min，更优选为5～13min，更优选为7～11min。
本发明最后将上述步骤的CDs溶液经过膜过滤和透析后，得到透析液，再除去透析液中的水后，得到碳量子点粉末。
本发明原则上对所述膜过滤的具体参数没有特别限制，本领域技术人员可以根据实际应用情况、原料情况以及产品要求进行选择和调整，本发明为更好的提高薄膜的荧光温度响应性和往复可逆性，保证良好的伸缩延展性和薄膜透光率，所述膜过滤的过滤孔径优选为400～5000nm，更优选为1400～4000nm，更优选为2400～3000nm。
本发明原则上对所述除去透析液中的水的具体方式没有特别限制，本领域技术人员可以根据实际应用情况、原料情况以及产品要求进行选择和调整，本发明为更好的提高薄膜的荧光温度响应性和往复可逆性，保证良好的伸缩延展性和薄膜透光率，所述除去透析液中的水的方式特别优选包括旋转蒸发、冷冻干燥和真空干燥中的一种或多种，更好优选为旋转蒸发、冷冻干燥或真空干燥，更优选为旋转蒸发。
本发明原则上对所述透析的具体参数没有特别限制，本领域技术人员可以根据实际应用情况、原料情况以及产品要求进行选择和调整，本发明为更好的提高薄膜的荧光温度响应性和往复可逆性，保证良好的伸缩延展性和薄膜透光率，所述透析的时间优选为24～72h，更优选为30～66h，更优选为36～60h，更优选为42～54h。
本发明为完整和细化整体制备工艺，更好的提高薄膜的荧光温度响应性和往复可逆性，保证良好的伸缩延展性和薄膜透光率，所述碳量子点粉末的具体制备过程可以为以下步骤：
首先在烧杯内将邻苯二胺溶于去离子水中，搅拌均匀后得到均匀透明的水溶液。将其转移至聚四氟乙烯内衬的不锈钢高压水热釜中，拧紧釜盖，放入烘箱，在加热反应2.5h。水热反应结束反应釜自然冷却至室温，得到CDs水溶液。
将CDs水溶液在一定的转速下离心。离心后得到的澄清的CDs溶液。用孔径为0.2μm的膜过滤得到的CDs溶液，然后装入透析袋中透析。收集袋外透析液，采用旋转蒸发仪蒸发水分后得到CDs粉末。
本发明最后将上述步骤得到的混合溶液铺展在基板上干燥后，得到聚合物复合薄膜。
本发明原则上对所述铺展的具体方式没有特别限制，本领域技术人员可以根据实际应用情况、原料情况以及产品要求进行选择和调整，本发明为更好的提高薄膜的荧光温度响应性和往复可逆性，保证良好的伸缩延展性和薄膜透光率，所述铺展的方式优选包括流延、旋涂、涂刷和喷涂中的一种或多种，更优选为流延、旋涂、涂刷或喷涂。
本发明原则上对所述干燥的具体参数没有特别限制，本领域技术人员可以根据实际应用情况、原料情况以及产品要求进行选择和调整，本发明为更好的提高薄膜的荧光温度响应性和往复可逆性，保证良好的伸缩延展性和薄膜透光率，所述干燥的温度优选为30～60℃，更优选为35～55℃，更优选为40～50℃。所述干燥的时间优选为1～4h，更优选为1.5～3.5h，更优选为2～3h。
本发明为完整和细化整体制备工艺，更好的提高薄膜的荧光温度响应性和往复可逆性，保证良好的伸缩延展性和薄膜透光率，所述聚合物复合薄膜的具体制备过程可以为以下步骤：
在装有去离子水的三颈烧瓶中分别加入PU原料和甘油。充分搅拌混合物，然后加热一段时间后混合溶液变成均匀溶液，然后将均匀的混合液冷却至室温待用。
按照PU溶液和CDs溶液重量比，滴加一定质量的CDs溶液(通过CDs粉末配置的CDs水溶液浓度约为50mg/mL)制备PU/CDs混合溶液。
然后将PU/CDs混合溶液均匀铺展在清洁的玻璃基片上，并加热干燥，最后得到双荧光发射的杂化PU/CDs复合薄膜。
本发明提供了一种聚合物复合薄膜，包括水溶性聚氨酯基膜和掺杂在水溶性聚氨酯基膜中碳量子点粒子。与现有技术相比，本发明针对现有的复合发光薄膜大多存在限制性大，易受多因素干扰，导致测试结果重复性和可信度差的问题。本发明基于研究认为，通过引入合适的纳米材料形成的聚合物纳米复合材料，可以显著改善原始聚合物的材料性能，而且这些纳米材料还可以赋予聚合物很多特殊的性能，这在一定程度上不是其他方法所能轻易实现的。特别是，具有多种性能的碳基纳米材料(例如石墨烯，碳纳米管，CDs等)，可用于构建具有各种应用前景的聚合物碳纳米复合材料。而且在诸多聚合物材料中，水性聚氨酯(PU)高分子材料相比大多数聚合物同类产品具有重量轻、机械强度和耐化学稳定性等优势，显示出了理想的聚合物基体应用特征，而且PU的合成重点已经从石化前驱体转向了以生物领域应用为基础的前驱体，这使得其在经济上更具可行性和可操作性。
本发明创造性的设计了一种双发射荧光薄膜，该薄膜由水溶性聚氨酯基膜和掺杂在水溶性聚氨酯基膜中碳量子点粒子组成，是一种黄色-蓝色双光发射的杂化PU/CDs复合薄膜，CDs粒子在复合薄膜上分布比较均匀，不团聚，具有很好的荧光温度响应性和往复可逆性质，而且对制备的黄光CDs进行荧光光谱测试，其光致发光也具有很好的温度响应和往复可逆性。本发明通过调整PU和CDs的质量比，并对其双发射温度响应、温度往复可逆和CIE色度对比，具有较好的荧光双发射温度响应性，颜色跨度大，随着温度升高在蓝色-绿色-黄色区间内移动，对温度的响应更灵敏，显示更精确，PU的蓝色荧光不随温度变化而变化，而随着温度升高，CDs的黄色荧光逐渐降低，同样具有很好的温度响应性质。
本发明制备的双光发射杂化PU/CDs复合薄膜不仅具有很好的荧光温度响应性和往复可逆性质，而且具有较好的伸缩延展性，并且不影响荧光显示效果，此外还具有较高的薄膜透光率。同时制备方法简单易行，过程可控，功能可调，在宏观双光温度检测和高分子薄膜复合改性两个方面都具有较高的应用价值。
实验结果表明，本发明制备的杂化PU/CDs复合薄膜随着温度升高，其黄色荧光逐渐降低而蓝色荧光保持不变，能够实现在大温度范围内(10～90℃)的比色检测，可见光区550nm以后薄膜透光率达到85％以上，在宏观双光温度检测和高分子复合改性两个方面都具有较高的应用价值。
为了进一步说明本发明，以下结合实施例对本发明提供的一种聚合物复合薄膜及其制备方法、应用进行详细描述，但是应当理解，这些实施例是在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，只是为进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明权利要求的限制，本发明的保护范围也不限于下述的实施例。
实验原料
实验所用所有化学试剂均为商业购买直接使用，不需要进一步纯化。实验所用甘油，邻苯二胺和聚氨酯(PU，polyurethan)均购自于Sigma-Aldrich实验所有水溶液相关的配置均采用去离子水(DI)。
表征仪器
透射光谱是在日本UV-vis(Hitachi U-3900)分光光度计上测得；光致发光荧光光谱均是由法国Horiba JobinYvon Fluoromax 4C-L分光光度计测得；透射电子显微镜(TEM)的照片采用Tecnai GI F20U-TWIN获得。
实施例1
黄色荧光CDs的合成：
首先在烧杯内将400mg邻苯二胺溶于30mL去离子水中，搅拌均匀后得到均匀透明的水溶液。将其转移至50mL聚四氟乙烯内衬的不锈钢高压水热釜中，拧紧釜盖，放入烘箱，在150℃温度下反应2.5h。水热反应结束反应釜自然冷却至室温，得到CDs水溶液。将CDs水溶液在8500rpm转速下离心12min。离心后得到的澄清的CDs溶液。用孔径为0.2μm的膜过滤得到的CDs溶液，然后装入透析袋中透析36h。收集袋外透析液，采用旋转蒸发仪蒸发水分后得到CDs粉末。
对本发明实施例1制备的CDs粉末进行表征。
参见图1，图1为本发明实施例1制备的CDs的TEM透射电镜图。
由图1可知，本发明实施例1制备的CDs的尺寸比较均匀，集中在2～3nm中间，分散性也很好，没有出现团聚的现象，为后续均匀分散于PU薄膜中奠定了良好的前期基础。
对本发明实施例1制备的CDs粉末进行荧光温敏性质测试。
用Horiba Jobin Yvon FluoroMax4C-L荧光分光光度计在10～90℃范围内，在不同间隔温度下，稳定5min后记录CDs水溶液的荧光强度，检测其温度响应能力；CDs的温度稳定性能测试是将新制备的溶液放入与控温插件相结合的荧光分光光度计内，在不同的温度下(10～90℃)进行荧光光谱测试。
参见图2，图2为本发明实施例1制备的CDs粉末纯化后的水溶液在365nm紫外灯辐照下的不同温度下的荧光照片。
由图2可知，CDs水溶液发出了明亮的黄色荧光，并且具有很好的荧光温度响应性质。在10～90℃常规的大温度范围内其荧光强度随着温度升高而逐步降低，这种温度敏感荧光的机制同样遵循玻尔兹曼分布：随着温度的升高，分子碰撞频率和非辐射跃迁速率增加，而辐射跃迁速率保持不变，因此降低了激发态(即荧光强度)的发射强度。
对本发明实施例1制备的CDs粉末的荧光温度可逆往复性和温度响应稳定性进行测试。
参见图3，图3为本发明实施例1制备的CDs粉末纯化后的水溶液在环境温度从10℃到90℃的荧光光谱图。
参见图4，图4为本发明实施例1制备的CDs粉末纯化后的水溶液在环境温度从90℃到10℃的荧光光谱图。
由图3和图4的分别是环境温度从10℃逐渐升高到90℃和环境温度从90℃逐渐下降到10℃的CDs水溶液的荧光光谱图可以看出，无论环境温度逐渐升高还是逐渐降低，CDs的荧光发射强度都表现出了灵敏的温度响应性。
参见图5，图5为本发明实施例1制备的CDs粉末纯化后的水溶液在20～80℃的环境温度下循环的荧光强度比对图。
由图5可知，在选取的20～80℃往复响应考察温度区间，在5个温度循环过程中，CDs的荧光强度也表现出了良好的温度可逆性质。
杂化PU/CDs薄膜的制备：
在装有25mL去离子水的三颈烧瓶中分别加入4g PU原料和1.5mL甘油。充分搅拌混合物，然后加热到100℃，约30min后混合溶液变成均匀溶液，然后将均匀的混合液冷却至室温待用。按照PU溶液和CDs溶液重量比，滴加不同质量的CDs溶液(通过CDs粉末配置的CDs水溶液浓度约为50mg/mL)制备不同质量比的PU/CDs混合溶液(CDs：PU分别为8％，4％，2％，1％，0.4％，0.1％，以及只有PU)。然后将PU/CDs混合溶液均匀铺展在清洁的玻璃基片上，并在50℃温度下干燥2h，最后得到双荧光发射的杂化PU/CDs复合薄膜。
对本发明实施例1制备的PU/CDs复合薄膜进行表征。
参见图6，图6为本发明实施例1制备的PU/CDs(2％)复合薄膜的TEM透射电镜图。
由图6可以很明显的看到，尺寸为2～3nm的CDs粒子均匀分布在PU薄膜上。
对本发明实施例1制备的PU/CDs复合薄膜进行荧光和透光率测试。
参见图7，图7为本发明中的PU薄膜、CDs和PU/CDs(8％)复合薄膜的荧光光谱图。
其中，PU薄膜是蓝色谱线，CDs是黄色谱线，而PU/CDs复合薄膜是红色谱线。
由图7可知，PU薄膜的发射峰位位于415nm的蓝光区附近，CDs的最佳发射峰位于550nm左右的黄光区域内，而二者复合后的薄膜具有同时在415nm和550nm处双发光的荧光特性。
参见图8，图8为本发明实施例1制备的PU/CDs(8％)复合薄膜的透射光谱图。
由图8可知，本发明制备的PU/CDs复合薄膜在可见光区550nm以后的透过率达到了85％以上，具有比较良好的膜透光性。而且图8中的插图是在PU/CDs(8％)复合薄膜在365nm紫外光照下不同伸缩状态的(原始薄膜，拉伸薄膜和拉伸回复薄膜)荧光照片。图中可以看到，PU/CDs(8％)复合薄膜呈绿色，给予一定拉力后具有较好的延展性。当外界拉伸力消失，薄膜基本回复到初始状态，表明其弹性较好。
参见图9，图9为本发明实施例制备的不同比例的PU/CDs复合薄膜以及纯PU在365nm紫外光照下的荧光照片。
由图9可知，纯PU在紫外光照下发出了明显的蓝色荧光，而随着CDs含量逐渐升高，其自身发出的黄色荧光与PU的蓝光发生叠加，复合薄膜的颜色逐渐向绿色过渡。尤其是CDs含量较高时(2％和4％)，复合薄膜表现出了明显的绿色叠加荧光。这说明在不考虑温度影响的情况下，通过调整反应比例，对复合薄膜的荧光颜色进行一定的调控，可以为后续在荧光温度响应的功能奠定一定可控基础。
对本发明实施例1制备的PU/CDs复合薄膜进行荧光温敏性质测试。
用Horiba Jobin Yvon FluoroMax4C-L荧光分光光度计在10～90℃范围内，在不同间隔温度下，稳定5min后记录不同质量比的PU/CDs复合薄膜的荧光强度，逐个检测其温度响应能力。杂化PU/CDs复合薄膜的荧光稳定性能测试是将新制备的不同制备比的杂化薄膜一次放入与控温插件相结合的荧光分光光度计内，在不同的温度下(10～90℃)进行荧光光谱测试。
参见图10，图10为本发明实施例1制备的PU/CDs(4％)复合薄膜在环境温度从10℃到90℃的荧光光谱图。
参见图11，图11为本发明实施例1制备的PU/CDs(4％)复合薄膜在环境温度从90℃到10℃的荧光光谱图。
由图10和图11的环境温度从10℃逐渐升高到90℃，以及环境温度从90℃逐渐下降到10℃的PU/CDs(复合薄膜CDs：PU质量反应比为4％)的荧光光谱图。可以看出，无论环境温度逐渐升高还是逐渐降低，410nm处PU相对微弱的蓝光强度都没有发生变化，而CDs的黄色荧光强度都表现出了灵敏的温度响应性。
参见图12，图12为本发明实施例1制备的PU/CDs(4％)复合薄膜在20～80℃的环境温度下循环的荧光强度比对图。
由图12可知，在选取的20-80℃往复响应考察温度区间，在5个温度循环过程中，PU/CDs复合薄膜黄色荧光强度也表现出了良好的温度可逆性质。
参见图13，图13为本发明实施例1制备的PU/CDs(4％)复合薄膜在10～90℃范围内的CIE色度图。
由图13可知，该体系荧光发光颜色在绿色和蓝色之间(绿色占主要)移动，这与图10和图11的荧光光谱图结果相一致。
参见图14，图14为本发明实施例1制备的PU/CDs(2％)复合薄膜在环境温度从10℃到90℃的荧光光谱图。
参见图15，图15为本发明实施例1制备的PU/CDs(2％)复合薄膜在环境温度从90℃到10℃的荧光光谱图。
由图14和图15的环境温度从10℃逐渐升高到90℃，以及环境温度从90℃逐渐下降到10℃的PU/CDs(2％)复合薄膜的荧光光谱图。可以看出，随着温度在10至90℃之间逐渐升高，PU的蓝色荧光发射变化很小，CDs的黄色荧光发射随着温度升高逐渐减弱。而随着环境温度从90℃逐渐下降回到10℃，PU的蓝色荧光发射依然保持不变，而CDs的黄色发射光谱的强度逐渐升高，随着温度降到10℃而回到接近于图14在10℃的初始值。
参见图16，图16为本发明实施例1制备的PU/CDs(2％)复合薄膜在20～80℃的环境温度下循环的荧光强度比对图。
由图16可知，通过20和80℃下的多次加热和冷却循环实验证明，杂化PU/CDs复合薄膜在连续5个升温-降温循环的发光转换进程中，不同温度循环中的杂化PU/CDs复合薄膜的荧光强度均显示出了良好的荧光-温度重复可逆性。
参见图17，图17为本发明实施例1制备的PU/CDs(2％)复合薄膜在10～90℃范围内的CIE色度图。
由图17可知，CIE色度图显示双发射杂化PU/CDs复合薄膜的比色荧光颜色随温度的变化而逐渐变化。随着温度在10至90℃区间内逐渐增加，荧光颜色在黄-绿色区逐渐移动。
参见图18，图18为本发明实施例1制备的PU/CDs(1％)复合薄膜在环境温度从10℃到90℃的荧光光谱图。
参见图19，图19为本发明实施例1制备的PU/CDs(1％)复合薄膜在环境温度从90℃到10℃的荧光光谱图。
由图18和图19的环境温度从10℃逐渐升高到90℃，以及环境温度从90℃逐渐下降到10℃的PU/CDs(1％)复合薄膜的荧光光谱图。可以看出，尽管环境温度逐渐变化，410nm处PU蓝光强度变化也较小，但其发光强度在双发射体系内的占比明显提升，这应该是因为PU在薄膜的整体反应配比较之前两组薄膜有了较大提高。同时，CDs的黄色荧光强度也表现出了灵敏的温度响应性。
参见图20，图20为本发明实施例1制备的PU/CDs(1％)复合薄膜在20～80℃的环境温度下循环的荧光强度比对图。
由图20可知，在选取的20～80℃往复响应5个考察温度区间，PU/CDs复合薄膜黄色荧光强度也表现出了良好的温度可逆性质。
参见图21，图21为本发明实施例1制备的PU/CDs(1％)复合薄膜在10～90℃范围内的CIE色度图。
由图21可知，随着温度逐渐升高，薄膜的荧光发光颜色从蓝色向黄、绿色区域移动，这与图18和图19荧光光谱图中蓝色荧光占比提升的结果吻合。
参见图22，图22为本发明实施例1制备的PU/CDs(0.4％)复合薄膜在环境温度从10℃到90℃的荧光光谱图。
参见图23，图23为本发明实施例1制备的PU/CDs(0.4％)复合薄膜在环境温度从90℃到10℃的荧光光谱图。
由图22和图23的环境温度从10℃逐渐升高到90℃，以及环境温度从90℃逐渐下降到10℃的PU/CDs(0.4％)复合薄膜的荧光光谱图。可以看出，随着温度在10至90℃之间逐渐升高，不仅CDs的黄色荧光发射随着温度升高逐渐减弱，PU的蓝色荧光发射也随着温度发生明显降低。而随着环境温度从90℃逐渐下降回到10℃，PU的蓝色荧光发射和CDs的黄色发射光谱强度均逐渐升高到10℃，回到接近于图22中10℃时的初始值。
参见图24，图24为本发明实施例1制备的PU/CDs(0.4％)复合薄膜在20～80℃的环境温度下循环的荧光强度比对图。
由图24可知，鉴于PU的蓝色荧光也出现了温度响应性，本发明选择对其蓝色荧光强度进行检测，不同温度循环中的杂化PU/CDs复合薄膜的蓝色荧光强度也显示出了良好的荧光-温度重复可逆性。随着温度在10至90℃区间内逐渐增加。
参见图25，图25为本发明实施例1制备的PU/CDs(0.4％)复合薄膜在10～90℃范围内的CIE色度图。
由图25可知，随着温度在10至90℃区间内逐渐增加，CIE色度图显示双发射杂化PU/CDs复合薄膜的比色荧光颜色在蓝色到绿色色度区间移动，其中蓝色开始主导。
通过对比以上几组测试，综合双发射颜色随温度变化性质，能够筛选出合适的反应配比(CDs：PU质量比为1％)制备的复合薄膜，其具有比较理想的荧光双发射温度响应性，颜色跨度大，随着温度升高在蓝色-绿色-黄色区间内移动，对温度的响应更灵敏，显示更精确。
参见图26，图26是本发明实施例制备的PU/CDs(1％)复合薄膜在365nm紫外光照下的荧光照片。
由图26可知。随着温度从10℃到90℃逐渐升高，荧光叠加的复合薄膜的颜色逐渐从黄绿，绿色向蓝色变化，进一步表明了我们制备的双光发射PU/CDs复合薄膜具有很好的温度响应性质，可以实现在大温度范围内(10～90℃)的温度比色检测，在宏观双光温度检测和高分子复合改性两个方面都具有较高的应用价值和广阔的应用前景。
以上对本发明提供的一种碳量子点/PU双发射荧光温敏聚合物复合薄膜及其制备方法、应用进行了详细的介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想，包括最佳方式，并且也使得本领域的任何技术人员都能够实践本发明，包括制造和使用任何装置或系统，和实施任何结合的方法。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。本发明专利保护的范围通过权利要求来限定，并可包括本领域技术人员能够想到的其他实施例。如果这些其他实施例具有不是不同于权利要求文字表述的结构要素，或者如果它们包括与权利要求的文字表述无实质差异的等同结构要素，那么这些其他实施例也应包含在权利要求的范围内。

Claims (10)

1.一种聚合物复合薄膜，其特征在于，包括水溶性聚氨酯基膜和掺杂在水溶性聚氨酯基膜中碳量子点粒子；
所述碳量子点粒子的掺杂量为0.1wt％～10wt％；
所述碳量子点粒子呈均匀分散状态，不团聚；
所述聚合物复合薄膜为双发射荧光温敏聚合物复合薄膜；
所述聚合物复合薄膜通过以下步骤制备得到：
1)将水溶性聚氨酯原料、甘油和水加热混合后，得到聚氨酯溶液；
2)将碳量子点粉末加入上述步骤得到的聚氨酯溶液中，得到混合溶液；
3)将上述步骤得到的混合溶液铺展在基板上干燥后，得到聚合物复合薄膜；
所述碳量子点粉末由以下步骤制备得到：
a)在密闭的条件下，将邻苯二胺和水混合后的混合液，进行水热反应后，得到CDs水溶液；
b)将上述步骤得到的CDs水溶液经过离心过滤后，得到CDs溶液；
c)将上述步骤的CDs溶液经过膜过滤和透析后，得到透析液，再除去透析液中的水后，得到碳量子点粉末；
所述除去透析液中的水的方式为旋转蒸发、冷冻干燥和真空干燥中的一种或多种。
2.根据权利要求1所述的聚合物复合薄膜，其特征在于，所述水溶性聚氨酯基膜的厚度为1μm～5mm；
所述碳量子点粒子的粒径为1～5nm；
所述碳量子点粒子复合在所述水溶性聚氨酯基膜的表面。
3.根据权利要求1所述的聚合物复合薄膜，其特征在于，所述聚合物复合薄膜在可见光区550nm以后的透光率大于等于85％；
所述聚合物复合薄膜为具有黄色-蓝色双光发射的杂化PU/CDs复合薄膜。
4.根据权利要求1所述的聚合物复合薄膜，其特征在于，所述水溶性聚氨酯原料与所述甘油的质量体积比为1g：(3～20)mL；
所述水溶性聚氨酯原料与所述水的质量比为1：(20～60)。
5.根据权利要求1所述的聚合物复合薄膜，其特征在于，所述加热混合的温度为40～60℃；
所述加热混合的时间为2～5h。
6.根据权利要求1所述的聚合物复合薄膜，其特征在于，所述加入的方式为滴加；
所述铺展的方式包括流延、旋涂、涂刷和喷涂中的一种或多种。
7.根据权利要求1所述的聚合物复合薄膜，其特征在于，所述干燥的温度为30～60℃；
所述干燥的时间为1～4h。
8.根据权利要求1所述的聚合物复合薄膜，其特征在于，所述邻苯二胺和水的质量比为1：(0.01～0.5)；
所述水热反应的温度为170～220℃；
所述水热反应的时间为4～12h。
9.根据权利要求1所述的聚合物复合薄膜，其特征在于，所述离心过滤的转速为600～14000rpm；
所述离心过滤的时间为3～15min；
所述膜过滤的过滤孔径为400～5000nm；
所述透析的时间为24～72h。
10.权利要求1～9任意一项所述的聚合物复合薄膜在宏观双光温度检测或高分子薄膜复合改性方面中的应用。
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CN114890406A (zh) * 2022-06-15 2022-08-12 辽宁大学 一种全色光致发光碳量子点及其在全色发光的复合薄膜中的应用

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106867525A (zh) * 2017-01-16 2017-06-20 华南农业大学 荧光碳量子点/介孔氧化铝复合发光材料及其制法和在氧气传感方面的应用
CN108822527A (zh) * 2018-05-25 2018-11-16 陕西科技大学 碳量子点改性的水性聚氨酯纳米复合材料及其制备方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106867525A (zh) * 2017-01-16 2017-06-20 华南农业大学 荧光碳量子点/介孔氧化铝复合发光材料及其制法和在氧气传感方面的应用
CN108822527A (zh) * 2018-05-25 2018-11-16 陕西科技大学 碳量子点改性的水性聚氨酯纳米复合材料及其制备方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
In situ synthesis of stretchable and highly stable multi-color carbon-dots/polyurethane composite films for light-emitting devices;Fei Lian等;《RSC Adv.》;20200107;第10卷;第1281-1286页 *

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