科研动态|北京科技大学赵静教授和刘泉林教授AFM:高稳定性杂化卤化锑用于电力系统组件测温或电路监测

第一作者:刘坤杰;通讯作者:赵静教授,刘泉林教授;第一通讯单位:北京科技大学材料科学与工程学院。

有机-无机金属卤化物(OIMHs)因其低制备成本和高光致发光量子产率而备受关注。在特定温度范围内,OIMHs的发光寿命随温度的变化为温度传感和热成像功能提供了支持。本研究合成了一种无毒的锑基化合物(C10H22N)6SbBr9·H2O(其中[C10H22N]+为4-(叔丁基)环己胺阳离子),其结晶于Pbcn空间群。在室温下通过蓝光激发,该化合物展示了以635 nm为中心的强宽发射光谱。进一步的实验揭示了该材料的光致发光寿命与温度之间的精确相关性,表现出在电力系统温度报警范围30至70℃时,相对灵敏度为2.5%至4.5% K-1,正好符合电力系统的典型高温预警要求。通过揭示(C10H22N)6SbBr9·H2O的光致发光特性与温度之间的关系,本研究加深了我们对其发光机制的理解,特别是其在温度传感应用中的出色表现。针对南方电网公司的实际需求,本研究设计了具有高度灵敏性的材料,能够有效应对电力系统中的高温预警要求。此外,通过复合薄膜器件的成功制备与应用,本研究展现了OIMHs在未来测温技术中的巨大潜力。

图3 a) (C10H22N)6SbBr9·H2O的TGA-DSC。b) 396 nm激发下(C10H22N)6SbBr9·H2O的温度相关PL光谱。c)不同温度下发射峰的半宽高拟合图。d) (C10H22N)6SbBr9·H2O的PL寿命随温度的变化。e) (C10H22N)6SbBr9·H2O的相对灵敏度。f)复合膜制备工艺示意图。

图4 a)荧光寿命检测系统示意图。b)阳光和紫外线下的手机壳。c)使用寿命测温检测方法对手机在不同操作条件下的温度进行监测。d)使用和不使用玻璃介质的手机红外温度测试。e)寿命测温与红外测温的温度读数比较。

以上工作获得了国家自然科学基金委、中央高校基本科研基金的资助。

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