CN111998883B - 一种基于dbu型低共熔溶剂的近红外光传感器的制造方法 - Google Patents
一种基于dbu型低共熔溶剂的近红外光传感器的制造方法 Download PDFInfo
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Abstract
本申请公开了一种基于DBU型低共熔溶剂的近红外光传感器的制造方法，其特征在于：包括以下步骤：1)准备近红外光传感器的光传感器圆盒、正极和负极，将正极和负极穿过近红外光传感器的光传感器圆盒，使得正极设置于光传感器圆盒内的一端与负极设置于光传感器圆盒内的一端间隔设置，对正极和负极穿过近红外光传感器的光传感器圆盒的孔洞处进行密封；2)制备在近红外光照射下改变导电率的感光基体，感光基体为DBU型低共熔溶剂与聚多巴胺混合形成的聚多巴胺@低共熔溶剂分散物。本发明的优点在于它能克服现有技术的弊端，方法简单，易于操作，条件温和，原料便宜，且对环境友好。
Description
技术领域
本发明涉及一种基于DBU型低共熔溶剂的近红外光传感器的制造方法，属于传感器制造领域。
背景技术
近红外光是介于可见光和中红外光之间的光。由于近红外光传感器具有很高的传感效率和机械性质，所以，近红外光传感器军事国防、航天航空、科研检测、医疗诊断等领域有着极为重要的应用价值。
大多数近红外光传感器的材料需要重金属物质，具有造价昂贵、环境污染、生物降解性差、富集性强等缺点。而且，重金属物质进入人体后会累积在体内，或者与体内的蛋白质、酶等发生较强的相互作用力使其失去活性，造成人的中毒。所以，近红外光传感器的材料需要改善。
2003年，英国科学家Abbott首次发现低共熔溶剂这种物质[Abbott,A.P.,Capper,G.,Davies,D. L.,Rasheed,R.K.&Tambyrajah,V.,Novel solvent properties ofcholine chloride/urea mixtures [J].Chem.Commun.2003,70-71]。低共熔溶剂成本低、合成步骤少、环境友好、可设计性高，被认为是新型绿色溶剂[Paiva,A.,Craveiro,R.,Aroso,I.,Martins,M.,Reis,R.L.&Duarte,A.R. C.,Natural deep eutectic solvents-solvents for the 21st century[J].ACS Sustainable Chem. Eng.2014,2,1063-1071]。绿色低共熔溶剂在近红外光传感器的应用具有很大的前景。
发明内容
本发明提供一种基于DBU型低共熔溶剂的近红外光传感器的制造方法，制造简便，成本较低，生物降解性高，环境友好，具有很高的实际应用价值。
为解决上述技术问题，本发明采取的技术方案是，一种基于DBU型低共熔溶剂的近红外光传感器的制造方法，包括以下步骤：
1)准备近红外光传感器的光传感器圆盒、正极和负极，将正极和负极穿过近红外光传感器的光传感器圆盒，使得正极设置于光传感器圆盒内的一端与负极设置于光传感器圆盒内的一端间隔设置，对正极和负极穿过近红外光传感器的光传感器圆盒的孔洞处进行密封；
2)制备在近红外光照射下改变导电率的感光基体，感光基体为DBU型低共熔溶剂与聚多巴胺混合形成的聚多巴胺@低共熔溶剂分散物；
3)将步骤2)中制备的感光基体灌注于光传感器圆盒内并对光传感器圆盒进行密封；
4)对基于DBU型低共熔溶剂的近红外光传感器进行检测，检测合格则完成基于DBU型低共熔溶剂的近红外光传感器的制造。
优化的，上述基于DBU型低共熔溶剂的近红外光传感器的制造方法，步骤2)中，制备在近红外光照射下改变导电率的感光基体的过程包括以下步骤：
a)将1,8-二氮杂二环十一碳-7-烯和氢键供体按摩尔比搅拌混合后形成DBU型低共熔溶剂；
b)称取部分步骤a)制备的DBU型低共熔溶剂，加入聚多巴胺并持续搅拌一段时间，直到聚多巴胺完全分散在DBU型低共熔溶剂内并形成聚多巴胺@低共熔溶剂分散物。
优化的，上述基于DBU型低共熔溶剂的近红外光传感器的制造方法，在步骤a)中，将1,8-二氮杂二环十一碳-7-烯和氢键供体按8:1至2:1的摩尔比混合。
优化的，上述基于DBU型低共熔溶剂的近红外光传感器的制造方法，在步骤a)中，氢键供体可为双三氟甲烷磺酰亚胺锂、溴化锂、乙二醇、甘油、丁二醇、苯甲醇中的一种或者多种的混合物。
优化的，上述基于DBU型低共熔溶剂的近红外光传感器的制造方法，在步骤a)中，将1,8-二氮杂二环十一碳-7-烯和氢键供体按摩尔比搅拌混合时进行加热，保持1,8-二氮杂二环十一碳-7-烯和氢键供体在搅拌时的反应温度为50至100摄氏度。
优化的，上述基于DBU型低共熔溶剂的近红外光传感器的制造方法，在步骤b)中，将聚多巴胺加入DBU型低共熔溶剂时，对DBU型低共熔溶剂进行加热，保持聚多巴胺与DBU型低共熔溶剂的搅拌混合温度保持在50至100摄氏度。
优化的，上述基于DBU型低共熔溶剂的近红外光传感器的制造方法，在步骤b)中，聚多巴胺@低共熔溶剂分散物中，聚多巴胺的质量为DBU型低共熔溶剂的质量的0.2％。
优化的，上述基于DBU型低共熔溶剂的近红外光传感器的制造方法，在步骤1)中，光传感器圆盒的材质为玻璃，光传感器圆盒的直径为1厘米。
优化的，上述基于DBU型低共熔溶剂的近红外光传感器的制造方法，在步骤4)中，对基于DBU型低共熔溶剂的近红外光传感器进行检测过程为：以近红外光照射步骤3)完成后的的光传感器圆盒，光传感器圆盒内的聚多巴胺@低共熔溶剂分散物在近红外光的照射下产生热量后导电率发生变化，通过测量正极和负极之间的电导率对基于DBU型低共熔溶剂的近红外光传感器进行检测。
优化的，上述基于DBU型低共熔溶剂的近红外光传感器的制造方法，在步骤4)中，近红外光的功率为0.1至0.5瓦，近红外光的波长为808纳米并照射步骤3)完成后的的光传感器圆盒2分钟；正极和负极之间的电导率通过电化学工作站进行测量
本申请的技术方案中，以聚多巴胺@低共熔溶剂分散物为近红外光传感器的感光基体，聚多巴胺@低共熔溶剂分散物以1,8-二氮杂二环十一碳-7-烯和氢键供体搅拌混合后的低共熔溶剂与聚多巴胺混合形成， 1,8-二氮杂二环十一碳-7-烯、氢键供体和聚多巴胺均具有较高的生物降解性。将聚多巴胺@低共熔溶剂分散物封装于玻璃质的光传感器圆盒内，在近红外光的照射下，聚多巴胺@低共熔溶剂分散物的导电率会发生变化，从而实现对近红外光的感应。
本发明基于DBU型低共熔溶剂制备近红外光传感器的方法。操作简单，价格便宜，生物降解性高，环境友好。在常规条件下，光传感效率高，具有很高的应用价值。本申请该溶解和提取方法可推广至其它类型的低共熔溶剂。
附图说明
图1为本申请的基于DBU型低共熔溶剂的近红外光传感器在不同近红外光强下的传感效率；
图2为本申请的基于DBU型低共熔溶剂的近红外光传感器在不同近红外光强下的传感效率。
具体实施方式
下面结合附图与具体实施例进一步阐述本发明的技术特点。
实施例1
一种基于DBU型低共熔溶剂的近红外光传感器的制造方法，包括以下步骤：
1)准备近红外光传感器的光传感器圆盒、正极和负极，将正极和负极穿过近红外光传感器的光传感器圆盒，使得正极设置于光传感器圆盒内的一端与负极设置于光传感器圆盒内的一端间隔设置，对正极和负极穿过近红外光传感器的光传感器圆盒的孔洞处进行密封；
2)制备在近红外光照射下改变导电率的感光基体，感光基体为DBU型低共熔溶剂与聚多巴胺混合形成的聚多巴胺@低共熔溶剂分散物；
3)将步骤2)中制备的感光基体灌注于光传感器圆盒内并对光传感器圆盒进行密封；
4)对基于DBU型低共熔溶剂的近红外光传感器进行检测，检测合格则完成基于DBU型低共熔溶剂的近红外光传感器的制造。
步骤2)中，制备在近红外光照射下改变导电率的感光基体的过程包括以下步骤：
a)将1,8-二氮杂二环十一碳-7-烯和氢键供体按摩尔比搅拌混合后形成DBU型低共熔溶剂；
b)称取部分步骤a)制备的DBU型低共熔溶剂，加入聚多巴胺并持续搅拌一段时间，直到聚多巴胺完全分散在DBU型低共熔溶剂内并形成聚多巴胺@低共熔溶剂分散物。
在步骤a)中，将1,8-二氮杂二环十一碳-7-烯和氢键供体按8:1的摩尔比混合。
在步骤a)中，氢键供体可为双三氟甲烷磺酰亚胺锂、溴化锂、乙二醇、甘油、丁二醇、苯甲醇中的一种或者多种的混合物。
在步骤a)中，将1,8-二氮杂二环十一碳-7-烯和氢键供体按摩尔比搅拌混合时进行加热，保持1,8- 二氮杂二环十一碳-7-烯和氢键供体在搅拌时的反应温度为50摄氏度。
在步骤b)中，将聚多巴胺加入DBU型低共熔溶剂时，对DBU型低共熔溶剂进行加热，保持聚多巴胺与DBU型低共熔溶剂的搅拌混合温度保持在50摄氏度。
在步骤b)中，聚多巴胺@低共熔溶剂分散物中，聚多巴胺的质量为DBU型低共熔溶剂的质量的0.2％。
在步骤1)中，光传感器圆盒的材质为玻璃，光传感器圆盒的直径为1厘米。
在步骤4)中，对基于DBU型低共熔溶剂的近红外光传感器进行检测过程为：以近红外光照射步骤3) 完成后的的光传感器圆盒，光传感器圆盒内的聚多巴胺@低共熔溶剂分散物在近红外光的照射下产生热量后导电率发生变化，通过测量正极和负极之间的电导率对基于DBU型低共熔溶剂的近红外光传感器进行检测。
在步骤4)中，近红外光的功率为0.1瓦，近红外光的波长为808纳米并照射步骤3)完成后的的光传感器圆盒2分钟；正极和负极之间的电导率通过电化学工作站进行测量。
实施例2
此实施例与上述实施例的区别在于：在步骤a)中，将1,8-二氮杂二环十一碳-7-烯和氢键供体按2:1 的摩尔比混合。
在步骤a)中，氢键供体可为双三氟甲烷磺酰亚胺锂、溴化锂、乙二醇、甘油、丁二醇、苯甲醇中的一种或者多种的混合物。
在步骤a)中，将1,8-二氮杂二环十一碳-7-烯和氢键供体按摩尔比搅拌混合时进行加热，保持1,8- 二氮杂二环十一碳-7-烯和氢键供体在搅拌时的反应温度为100摄氏度。
在步骤b)中，将聚多巴胺加入DBU型低共熔溶剂时，对DBU型低共熔溶剂进行加热，保持聚多巴胺与DBU型低共熔溶剂的搅拌混合温度保持在100摄氏度。
在步骤4)中，近红外光的功率为0.5瓦。
实施例3
此实施例与上述实施例的区别在于：在步骤a)中，将1,8-二氮杂二环十一碳-7-烯和氢键供体按4:1 的摩尔比混合。
在步骤a)中，氢键供体可为双三氟甲烷磺酰亚胺锂、溴化锂、乙二醇、甘油、丁二醇、苯甲醇中的一种或者多种的混合物。
在步骤a)中，将1,8-二氮杂二环十一碳-7-烯和氢键供体按摩尔比搅拌混合时进行加热，保持1,8- 二氮杂二环十一碳-7-烯和氢键供体在搅拌时的反应温度为80摄氏度。
在步骤b)中，将聚多巴胺加入DBU型低共熔溶剂时，对DBU型低共熔溶剂进行加热，保持聚多巴胺与DBU型低共熔溶剂的搅拌混合温度保持在80摄氏度。
在步骤4)中，用功率为0.1瓦的808纳米近红外光照射步骤3)的光传感器圆盒，用电化学工作站测量其电导率的变化，近红外光传感效率为82.47％。
实施例4
此实施例与上述实施例的区别在于：一种基于DBU型低共熔溶剂制备近红外光传感器的方法，包括以下步骤：
1)将DBU和双三氟甲烷磺酰亚胺锂按4:1的摩尔比、在80摄氏度下混合后形成DBU型低共熔溶剂；
2)称取部分步骤1)制备的低共熔溶剂，加入含质量分数为0.2％的聚多巴胺，在80摄氏度下搅拌至完全分散，得到聚多巴胺@低共熔溶剂；
3)将步骤2)制备的聚多巴胺@低共熔溶剂装入光传感器圆盒中后密封；
4)用功率为0.2瓦的808纳米近红外光照射步骤3)的光传感器圆盒，用电化学工作站测量其电导率的变化，近红外光传感效率为159.16％。
实施例5
此实施例与上述实施例的区别在于：一种基于DBU型低共熔溶剂制备近红外光传感器的方法，包括以下步骤：
1)将DBU和双三氟甲烷磺酰亚胺锂按4:1的摩尔比、在80摄氏度下混合后形成DBU型低共熔溶剂；
2)称取部分步骤1)制备的低共熔溶剂，加入含质量分数为0.2％的聚多巴胺，在80摄氏度下搅拌至完全分散，得到聚多巴胺@低共熔溶剂；
3)将步骤2)制备的聚多巴胺@低共熔溶剂装入光传感器圆盒中后密封；
4)用功率为0.3瓦的808纳米近红外光照射步骤3)的光传感器圆盒，用电化学工作站测量其电导率的变化，近红外光传感效率为234.01％。
实施例6
此实施例与上述实施例的区别在于：一种基于DBU型低共熔溶剂制备近红外光传感器的方法，包括以下步骤：
1)将DBU和双三氟甲烷磺酰亚胺锂按4:1的摩尔比、在80摄氏度下混合后形成DBU型低共熔溶剂；
2)称取部分步骤1)制备的低共熔溶剂，加入含质量分数为0.2％的聚多巴胺，在80摄氏度下搅拌至完全分散，得到聚多巴胺@低共熔溶剂；
3)将步骤2)制备的聚多巴胺@低共熔溶剂装入光传感器圆盒中后密封；
4)用功率为0.4瓦的808纳米近红外光照射步骤3)的光传感器圆盒，用电化学工作站测量其电导率的变化，近红外光传感效率为309.96％。
实施例7
此实施例与上述实施例的区别在于：一种基于DBU型低共熔溶剂制备近红外光传感器的方法，包括以下步骤：
1)将DBU和双三氟甲烷磺酰亚胺锂按4:1的摩尔比、在80摄氏度下混合后形成DBU型低共熔溶剂；
2)称取部分步骤1)制备的低共熔溶剂，加入含质量分数为0.2％的聚多巴胺，在80摄氏度下搅拌至完全分散，得到聚多巴胺@低共熔溶剂；
3)将步骤2)制备的聚多巴胺@低共熔溶剂装入光传感器圆盒中后密封；
4)用功率为0.5瓦的808纳米近红外光照射步骤3)的光传感器圆盒，用电化学工作站测量其电导率的变化，近红外光传感效率为379.91％。
上述实施例通过实施例4至实施例7的验证，得出图2、图1的数据。
当然，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不限于上述举例，本技术领域的普通技术人员，在本发明的实质范围内，作出的变化、改型、添加或替换，都应属于本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种基于DBU型低共熔溶剂的近红外光传感器的制造方法，其特征在于：包括以下步骤：
1)准备近红外光传感器的光传感器圆盒、正极和负极，将正极和负极穿过近红外光传感器的光传感器圆盒，使得正极设置于光传感器圆盒内的一端与负极设置于光传感器圆盒内的一端间隔设置，对正极和负极穿过近红外光传感器的光传感器圆盒的孔洞处进行密封；
2)制备在近红外光照射下改变导电率的感光基体，感光基体为DBU型低共熔溶剂与聚多巴胺混合形成的聚多巴胺@低共熔溶剂分散物；
3)将步骤2)中制备的感光基体灌注于光传感器圆盒内并对光传感器圆盒进行密封；
4)对基于DBU型低共熔溶剂的近红外光传感器进行检测，检测合格则完成基于DBU型低共熔溶剂的近红外光传感器的制造；
步骤2)中，制备在近红外光照射下改变导电率的感光基体的过程包括以下步骤：
a)将1,8-二氮杂二环十一碳-7-烯和氢键供体按摩尔比搅拌混合后形成DBU型低共熔溶剂；
b)称取部分步骤a)制备的DBU型低共熔溶剂，加入聚多巴胺并持续搅拌一段时间，直到聚多巴胺完全分散在DBU型低共熔溶剂内并形成聚多巴胺@低共熔溶剂分散物。
2.根据权利要求1所述的基于DBU型低共熔溶剂的近红外光传感器的制造方法，其特征在于：在步骤a)中，将1,8-二氮杂二环十一碳-7-烯和氢键供体按8:1至2:1的摩尔比混合。
3.根据权利要求1所述的基于DBU型低共熔溶剂的近红外光传感器的制造方法，其特征在于：在步骤a)中，氢键供体可为双三氟甲烷磺酰亚胺锂、溴化锂、乙二醇、甘油、丁二醇、苯甲醇中的一种或者多种的混合物。
4.根据权利要求1所述的基于DBU型低共熔溶剂的近红外光传感器的制造方法，其特征在于：在步骤a)中，将1,8-二氮杂二环十一碳-7-烯和氢键供体按摩尔比搅拌混合时进行加热，保持1,8-二氮杂二环十一碳-7-烯和氢键供体在搅拌时的反应温度为50至100摄氏度。
5.根据权利要求1所述的基于DBU型低共熔溶剂的近红外光传感器的制造方法，其特征在于：在步骤b)中，将聚多巴胺加入DBU型低共熔溶剂时，对DBU型低共熔溶剂进行加热，保持聚多巴胺与DBU型低共熔溶剂的搅拌混合温度保持在50至100摄氏度。
6.根据权利要求1所述的基于DBU型低共熔溶剂的近红外光传感器的制造方法，其特征在于：在步骤b)中，聚多巴胺@低共熔溶剂分散物中，聚多巴胺的质量为DBU型低共熔溶剂的质量的0.2％。
7.根据权利要求1所述的基于DBU型低共熔溶剂的近红外光传感器的制造方法，其特征在于：在步骤1)中，光传感器圆盒的材质为玻璃，光传感器圆盒的直径为1厘米。
8.根据权利要求1所述的基于DBU型低共熔溶剂的近红外光传感器的制造方法，其特征在于：在步骤4)中，对基于DBU型低共熔溶剂的近红外光传感器进行检测过程为：以近红外光照射步骤3)完成后的光传感器圆盒，光传感器圆盒内的聚多巴胺@低共熔溶剂分散物在近红外光的照射下产生热量后导电率发生变化，通过测量正极和负极之间的电导率对基于DBU型低共熔溶剂的近红外光传感器进行检测。
9.根据权利要求8所述的基于DBU型低共熔溶剂的近红外光传感器的制造方法，其特征在于：在步骤4)中，近红外光的功率为0.1至0.5瓦，近红外光的波长为808纳米并照射步骤3)完成后的光传感器圆盒2分钟；正极和负极之间的电导率通过电化学工作站进行测量。
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