本技术涉及一种改性过渡金属硫化物薄膜材料的制备技术,及其在火灾预警传感器中的应用。该技术通过球磨和超声工艺,结合含羟基生物质分子,实现单层过渡金属硫化物薄膜的制备,用于开发高效火灾预警传感器。
背景技术
人类对火的利用伴随着人类文明的发展史。然而,火一旦失去控制,就容易引发火灾,对人类的生命财产安全以及生态环境构成严重威胁。尤其是在现代社会背景下,随着种类繁多的易燃的高分子材料被不断开发和应用,由此而引发的火灾事故频率也不断上升。目前,火灾预警系统在早期火情探测中扮演着关键角色,为人员撤离提供了宝贵的时间,同时也大幅降低了火灾导致的生命和财产损失。然而传统的火灾预警传感器(如红外传感器和烟感传感器)存在火灾响应时间长(>100 s)和难以实现室外环境的应用等缺点。因此,设计和开发新型的具有快速火灾探测功能的火灾预警材料和系统就显得尤为重要。
Mai等利用氧化石墨烯在高温下热还原引发的电阻转变的机制,通过结合硅树脂,设计和开发了一种阻燃的氧化石墨烯/硅树脂智能涂层,基于该涂层,发展了一种新型火灾预警系统(ACS Nano,2018,12,416-424)。之后,氧化石墨烯基火灾预警薄膜/涂层的工作先后被发展和报道。CN109021983A公开了一种改性氧化石墨烯阻燃薄膜的制备方法及其火灾预警应用,该专利利用抗坏血酸可促使氧化石墨烯热还原的机理,制备的复合薄膜材料实现了低温(低于250℃)下快速报警的功能,但由于氧化石墨烯热还原的不可逆性,该复合薄膜不能实现多次循环报警,面对一些复杂环境下的可有能重新复燃的火情(如森林火灾),该材料体系就无法应用。为此,CN111254737A公开了一种多功能MXene涂层及其制备方法和在火灾循环探测预警中的应用,该技术以MXene为主体,结合水溶性高分子PVP/PEG和含氟硅烷,制备了一种疏水、阻燃且可循环火灾探测的多功能MXene涂层。然而,MXene成本较高,制备过程涉及大量有害试剂(氢氟酸)的使用,且无法批量化制备。因此,设计一种低成本的可快速/循环火灾预警的智能材料具有重要的现实应用价值。
实现思路