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基于TiO?:Sm3?的LDPE包装材料发光氧敏探针

DOI：10.3176/proc.2017.4.16 期刊：Proceedings of the Estonian Academy of Sciences 出版年份：2017 更新时间：2025-09-04 15:30:14
摘要： 本研究尝试制备发光TiO?:Sm3?微探针并嵌入低密度聚乙烯(LDPE)薄膜中，用于食品包装塑料膜内氧气污染的实时无损检测，长远目标是优化食品包装流程的质量控制机制。已有研究表明TiO?:Sm3?的发光可用于O?及其他气体的光学传感[1]。本工作同时证明其热稳定性特别适合热塑性聚合物工业——该材料能承受不同聚合物加工阶段所需的热处理而不丧失作为氧探针的功能。通过直接混合[2]和熔融态热压法将溶胶-凝胶法制备的TiO?:Sm3?微粒嵌入LDPE。对比原始TiO?:Sm3?粉末，我们报道了掺杂薄膜对不同氧环境浓度的光学响应。未来需注意因氧化物粒径控制不佳导致的传感器性能缺陷。
作者： Taavi Tikka，T?nis Paara，Marko Eltermann，Andres Krumme，Raivo Jaaniso，Valter Kiisk，Sven Lange
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

制备嵌入低密度聚乙烯（LDPE）薄膜中的发光TiO?:Sm3?微探针，用于食品包装塑料薄膜中氧气污染的实时无损检测，长远目标是简化食品包装过程中的质量控制机制。

研究成果

当前研究发现，基于TiO2:Sm3+的发光氧探针颗粒能够耐受包装工业中熔融挤出工艺的热加工处理。由于粒径较大导致比表面积较小，目前制备形态下TiO2:Sm3+的气体响应性能有限。不过，在10%至100%氧浓度测试范围内表现出的稳定响应表明，该材料具有检测更低浓度氧气的潜力——若能改进制备方法以获得更小粒径，则这种潜力将尤为显著。

研究不足

当前案例中灵敏度较低很可能与微粒的低表面积体积比有关，这导致大部分具有光学活性的发光Sm3+离子距离表面过远，未受到氧气暴露的影响。

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