薄膜磷光材料及其制备方法和在电磁波检测中的应用

本发明涉及电磁波检测，尤其是涉及一种薄膜磷光材料及其制备方法和在电磁波检测中的应用。

背景技术：

1、电磁波也称为电磁辐射(大多数频率在1021～103hz)，大量存在于微波炉、手机、电视等及电子产品。电磁波能量一般产生于高于绝对零度的物体，无法被肉眼识别。根据gb9715-88《环境电磁波卫生标准》，人们居住区域电磁辐射强度应不大于10μw/cm2，手机贴耳工作时的电磁辐射功率为120～1100μw/cm2，其余电子器件的电磁辐射强度更高，这些“电磁污染”会极大损害人体健康。因此，对电磁波的检测非常重要。

2、公开号为cn111286332a的专利申请记载了一类稀土基多模态发光钙钛矿材料及其制备方法和应用，其中记载了化学组成为a2a’1-aa”ab1-b-c-db’brcr’dx6的稀土基钙钛矿材料，可用于裸眼检测人不能感知的电磁波。公开号为cn102174390a的专利申请记载了一种实时检测电磁辐射生物发光效应的方法，采用一种可生物自发光的巨噬细胞，利用电磁辐射能量作用于生物样品，对生物发光的变化信息进行实时检测，间接根据细胞的发光检测电磁波。

3、但现有的上述技术存在如下问题：(1)稀土基钙钛矿材料的制备需要高温高压等条件，过程复杂，稀土金属资源有限且价格昂贵；(2)稀土基钙钛矿材料检测的电磁波属于短波范围，长波范围的电磁波无法激发，进而无法检测；(3)通过生物样品检测，生物样品必须具有细胞活性，而细胞长期保持活性需要极其苛刻的条件；(4)生物组织无法便捷携带，不能大面积实际应用。

4、有鉴于此，特提出本发明。

技术实现思路

1、本发明的一个目的在于提供一种薄膜磷光材料，可用于对电磁波的实时监测。

2、本发明的另一目的在于提供薄膜磷光材料的制备方法。

3、本发明的又一目的在于提供薄膜磷光材料在电磁波检测中的应用。

4、为了实现本发明的上述目的，本发明一方面提供了一种薄膜磷光材料，包括聚偏二氟乙烯和掺杂于所述聚偏二氟乙烯中的4-联苯硼酸；

5、所述4-联苯硼酸与所述聚偏二氟乙烯的质量比为(0.005～3)﹕100。

6、在本发明的具体实施方式中，所述4-联苯硼酸与所述聚偏二氟乙烯的质量比为(0.03～0.5)﹕100。

7、在本发明的具体实施方式中，所述4-联苯硼酸与所述聚偏二氟乙烯的质量比为(0.05～0.3)﹕100。

8、在本发明的具体实施方式中，所述聚偏二氟乙烯的重均分子量为10万～100万。

9、在本发明的具体实施方式中，所述薄膜磷光材料内部不含有氧气分子。

10、本发明另一方面还提供了上述任意一种所述薄膜磷光材料的制备方法，包括如下步骤：

11、将溶解有聚偏二氟乙烯和4-联苯硼酸的溶液进行成膜干燥，得到所述薄膜磷光材料；

12、所述溶液中，所述4-联苯硼酸与所述聚偏二氟乙烯的质量比为(0.005～3)﹕100。

13、在本发明的具体实施方式中，所述溶液中，所述聚偏二氟乙烯的质量分数为5％～15％。

14、在本发明的具体实施方式中，所述溶解有聚偏二氟乙烯和4-联苯硼酸的溶液的制备包括：将聚偏二氟乙烯溶解于溶剂中，得到聚偏二氟乙烯的溶液；然后将4-联苯硼酸溶解于所述聚偏二氟乙烯的溶液中，得到所述溶解有聚偏二氟乙烯和4-联苯硼酸的溶液。进一步的，所述溶剂包括n,n-二甲基甲酰胺(dmf)、n,n-二甲基乙酰胺、二甲基亚砜、磷酸三乙酯和n-甲基吡咯烷酮中的至少一种。

15、在本发明的具体实施方式中，所述成膜的方法包括：浸渍、涂布、喷涂、旋涂和滴涂中的任一种。

16、在本发明的具体实施方式中，所述干燥包括：于60～140℃条件下处理4～10h。

17、在本发明的具体实施方式中，还包括：采用240～300nm紫外光对所述薄膜磷光材料进行辐照处理。进一步的，所述辐照处理的时间≥0.5min，优选≥5min。

18、本发明又一方面提供了上述任意一种所述薄膜磷光材料在电磁波检测中的应用。

19、在本发明的具体实施方式中，所述电磁波的频率为2～10ghz。进一步的，所述电磁波的功率为100～1000w。

20、在本发明的具体实施方式中，所述检测的方法包括：将所述薄膜磷光材料置于待测试环境或待测试体系中，检测所述薄膜磷光材料置于所述待测试环境或待测试体系前后的磷光发光强度、磷光寿命和/或余辉持续时间。

21、在本发明的具体实施方式中，所述置于待测试环境或待测试体系中的时间≥60s，优选≥120s。

22、与现有技术相比，本发明的有益效果为：

23、(1)本发明通过小分子与聚合物相互掺杂的方式得到的薄膜材料，具有出色的室温磷光发光性能；并且，本发明得到的薄膜材料不会对聚偏二氟乙烯聚合物自身的力学性能产生影响；

24、(2)本发明的薄膜磷光材料制备过程简单，成本低；制得的薄膜磷光材料可便携式携带，对应的磷光发光性能稳定；

25、(3)本发明的薄膜磷光材料可用于检测电磁波，尤其可用于检测长波电磁波。

技术特征：

1.薄膜磷光材料，其特征在于，包括聚偏二氟乙烯和掺杂于所述聚偏二氟乙烯中的4-联苯硼酸；

2.根据权利要求1所述的薄膜磷光材料，其特征在于，所述4-联苯硼酸与所述聚偏二氟乙烯的质量比为(0.03～0.5)﹕100，优选为(0.05～0.3)﹕100。

3.根据权利要求1所述的薄膜磷光材料，其特征在于，所述聚偏二氟乙烯的重均分子量为10万～100万。

4.根据权利要求1所述的薄膜磷光材料，其特征在于，所述薄膜磷光材料内部不含有氧气分子。

5.权利要求1～4任一项所述的薄膜磷光材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

6.根据权利要求5所述的薄膜磷光材料的制备方法，其特征在于，所述溶液中，所述聚偏二氟乙烯的质量分数为5％～15％；

7.根据权利要求5所述的薄膜磷光材料的制备方法，其特征在于，所述溶液中，所述成膜的方法包括：浸渍、涂布、喷涂、旋涂和滴涂中的任一种；

8.根据权利要求5所述的薄膜磷光材料的制备方法，其特征在于，还包括：采用240～300nm紫外光对所述薄膜磷光材料进行辐照处理；

9.权利要求1～4任一项所述的薄膜磷光材料或权利要求5～8任一项所述的制备方法制得的所述的薄膜磷光材料在电磁波检测中的应用；

10.根据权利要求9所述的应用，其特征在于，所述检测的方法包括：将所述薄膜磷光材料置于待测试环境或待测试体系中，检测所述薄膜磷光材料置于所述待测试环境或待测试体系前后的磷光发光强度、磷光寿命和/或余辉持续时间；

技术总结
本发明涉及电磁波检测技术领域，尤其是涉及一种薄膜磷光材料及其制备方法和在电磁波检测中的应用。一种薄膜磷光材料，包括聚偏二氟乙烯和掺杂于所述聚偏二氟乙烯中的4‑联苯硼酸；所述4‑联苯硼酸与所述聚偏二氟乙烯的质量比为(0.005～3)﹕100。本发明通过小分子与聚合物相互掺杂的方式得到的薄膜材料，具有出色的室温磷光发光性能；本发明的薄膜磷光材料可用于检测电磁波，尤其可用于检测长波电磁波。

技术研发人员：蔡政旭,张永锋,董宇平,佟斌,石建兵,孙鹏
受保护的技术使用者：北京理工大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15