Pb5S2I6纳米线自组装膜及其制备方法和在双因素火灾报警中的应用与流程

本发明属于光电薄膜领域，具体涉及一种pb5s2i6纳米线自组装膜及其制备方法和在双因素火灾报警中的应用。

背景技术：

1、火灾是危害公共安全和社会发展最频繁、最常见的灾害之一。每年火灾造成的死亡人数是飓风、龙卷风、洪水和地震造成死亡人数总和的20倍。火灾的发生通常伴随着有害气体、烟雾颗粒或高温等的产生，火灾报警器正是根据检测这些因素的变化而制成的。而传统的警报器只检测其中的一个因素，这些因素容易受到环境因素的干扰而误报，如香烟烟雾、水汽、粉尘等。频繁的误报会降低公众信心，浪费公共资源。单因素火灾报警器对火灾的准确探测仍然是一个巨大的挑战。

2、气和光是火灾初期产生的两大主要物质，精准的检测这两个因素能大大提高火灾预警的精度。半导体金属氧化物具有优良的光、电性能。然而，作为最重要和最广泛应用的气体传感器材料，这些材料存在工作温度高、选择性低的缺点。文献中报道的方法通常采用紫外光或可见光来增强气体传感性能。这种情况下，光只能辅助气体的传感，而起不到独立传感的作用。

技术实现思路

1、本发明提供一种pb5s2i6纳米线自组装膜的制备方法，包括如下步骤：

2、将碘化铅、异硫氰酸胍和甲醇混合，将干净的基板置于混合体系中，超声，超声完成后，将带有基板的混合体系封装于密闭反应器中进行溶剂热反应，制备得到所述pb5s2i6纳米线自组装膜。

3、根据本发明的实施方案，所述碘化铅、异硫氰酸胍和甲醇的摩尔体积比为 1mmol:(1.2-2)mmol:(120-200)ml，例如为39mmol:65mmol:6000ml。

4、根据本发明的实施方案，所述基板的材质为氧化铝。

5、根据本发明的实施方案，所述超声的时间为3-10分钟，例如5分钟。

6、根据本发明的实施方案，所述溶剂热反应的温度为110-130℃，例如120 ℃。

7、根据本发明的实施方案，所述溶剂热反应的时间为10-40h，例如20-30h，比如为24h。

8、根据本发明的实施方案，所述溶剂热反应完成后，自然冷却至室温。

9、根据本发明优选的实施方案，所述pb5s2i6纳米线自组装膜的制备方法，包括如下步骤：

10、将碘化铅加入装有甲醇的玻璃瓶中，并滴入异硫氰酸胍；将清洗后的基板装入所述玻璃瓶中，超声5分钟，然后将体系封装在25ml的聚四氟乙烯反应器中，通过120℃反应24h，自然冷却至室温，获得pb5s2i6纳米线自组装膜。

11、本发明还提供一种pb5s2i6纳米线自组装膜，优选由上述方法制备得到。

12、根据本发明的实施方案，所述pb5s2i6纳米线自组装膜由平均直径为70-150 nm(例如100nm)的pb5s2i6纳米线自组装形成。

13、根据本发明的实施方案，所述pb5s2i6纳米线自组装膜具有光电性能。

14、根据本发明的实施方案，在光电响应方面，所述pb5s2i6纳米线自组装膜具有较宽的检测光谱范围，在250～1500nm波长的光照范围内都有明显的光电流提升。

15、根据本发明的实施方案，所述pb5s2i6纳米线自组装膜具有高开关比(103)，以及快的响应恢复速度(1.6/1.25s)。

16、本发明还提供上述pb5s2i6纳米线自组装膜在光电气敏传感器中的应用。

17、本发明还提供一种光电气敏传感器，包含上述pb5s2i6纳米线自组装膜。

18、本发明还提供上述pb5s2i6纳米线自组装膜或光电气敏传感器在双模火灾预警器中的应用。

19、根据本发明的实施方案，双模火灾预警的方法包括：

20、i：在火灾没有发生的时候，也就是正常状态，电流处于低水平；

21、ii：在检测到气体之后，电流升高，接下来需要通过是否有烟雾的产生来进一步判断火灾的发生；利用烟雾对光的反射能力，如果没有烟雾的产生，即引起电流变化的是环境干扰引起的，光照下由于不存在烟雾的反射，故不会引起电流的进一步变化，将其判断为非真正的火灾信号；

22、iii：当存在火灾烟雾的情况下，因为反射光引起的电流进一步上升，在超过设定的火灾预警线之后，即会引起火灾报警。

23、本发明还提供一种双模火灾预警器，含有上述pb5s2i6纳米线自组装膜或光电气敏传感器。

24、本发明的有益效果

25、本发明合成了一种pb5s2i6纳米线自组装膜，并将该自组装膜做成光电气敏传感器件。通过逻辑门模拟电路，实现了在火灾时产生气体传感的基础上，通过含该自组装膜传感器件的光电响应特性，进一步判断火灾时烟雾的信号。也即：本方法需要气和烟雾双重因素才能引起火灾预警，这大大提高了报警的准确性。相较于现有技术中单一因素检测容易引起误报，本发明的pb5s2i6纳米线自组装膜/光电气敏传感器件的应用可以气和烟雾双重因素来判断火灾的发生，准确性更高。

技术特征：

1.一种pb5s2i6纳米线自组装膜的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述碘化铅、异硫氰酸胍和甲醇的摩尔体积比为1mmol:(1.2-2)mmol:(120-200)ml。

3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述溶剂热反应的温度为110-130℃，所述溶剂热反应的时间为10-40h。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述pb5s2i6纳米线自组装膜的制备方法，包括如下步骤：

5.一种pb5s2i6纳米线自组装膜，其特征在于，由权利要求1-4任一项所述方法制备得到。

6.根据权利要求5所述的pb5s2i6纳米线自组装膜，其特征在于，所述pb5s2i6纳米线自组装膜由平均直径为70-150nm的pb5s2i6纳米线自组装形成。

7.权利要求5或6所述的pb5s2i6纳米线自组装膜在光电气敏传感器中的应用。

8.一种光电气敏传感器，其特征在于，包含权利要求5或6所述的pb5s2i6纳米线自组装膜。

9.权利要求5或6所述的pb5s2i6纳米线自组装膜或权利要求8光电气敏传感器在双模火灾预警器中的应用。

10.一种双模火灾预警器，其特征在于，含有权利要求5或6所述的pb5s2i6纳米线自组装膜或权利要求8所述的光电气敏传感器。

技术总结
本发明公开Pb<subgt;5</subgt;S<subgt;2</subgt;I<subgt;6</subgt;纳米线自组装膜及其制备方法和在双因素火灾报警中的应用。所述Pb<subgt;5</subgt;S<subgt;2</subgt;I<subgt;6</subgt;纳米线自组装膜由平均直径为70‑150nm的Pb<subgt;5</subgt;S<subgt;2</subgt;I<subgt;6</subgt;纳米线自组装形成，具有光电性能。该自组装膜能够做成光电气敏传感器件，实现了在火灾时产生气体传感的基础上，通过器件的光电响应特性，进一步判断火灾时烟雾的信号。也即需要气和烟雾双重因素才能引起火灾预警，大大提高了报警的准确性。

技术研发人员：王观娥,徐刚,黄桂乾
受保护的技术使用者：闽都创新实验室
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14