[發明專利]銪鈰共摻雜配合物熒光傳感材料的制備方法及應用其檢測有機小分子化合物

有效

• 申請號: 201610464692.4
• 申請日: 2016-06-23
• 公開（公告）號: CN105949226B
• 公開（公告）日: 2017-09-29
• 發明（設計）人: 宋英;南希;劉福;徐洪波;孫秋
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: C07F5/00
• 分類號: C07F5/00;C09K11/06;G01N21/64
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所23109
• 代理人: 侯靜

技術領域

本發明屬于材料學科領域，具體涉及一種可檢測有機小分子化合物的熒光傳感材料的制備方法及其應用。

背景技術

近年來，熒光傳感材料和器件的研究作為材料科學的重要內容，受到極大關注。熒光傳感材料是指能夠選擇性結合某種被分析物，而導致體系的熒光光譜發生變化，主要是發光強度敏感變化的分子。由于熒光傳感器具有靈敏度高、檢測方便、可實時檢測等優勢，在分子識別和傳感器的應用方面快速發展。

例如，含有毒甲醇的酒精類飲品是發展中國家的一大災難，飲用后會導致失明甚至死亡。這種危險的飲品通常是家庭自釀酒，質量拙劣，但它們往往有一個更危險的來源，不法分子會向標準酒精中加入甲醇，并將合成后的混合物賣給不明真相的消費者以攫取利潤。由于加入甲醇不會改變酒的味道、顏色和氣味，因此到目前為止，還沒有較簡單的辦法來辨別飲用酒是否有毒。

現有設計熒光傳感配合物時主要考慮金屬中心和有機配體的選擇。通常選擇稀土元素作為金屬中心是由于其具有特殊的4f電子構型，能夠在近紫外區域受到光激發，同時在近紅外或者可見光區展現獨特的熒光性質。但是，由于三價稀土離子的f*-f躍遷弱而且激發態容易失活，所以自由稀土離子的熒光極弱，需引入適當的有機配體與稀土離子配位，通過分子內的能量傳遞，敏化中心離子發光，可以有效的增強稀土離子的熒光性質。在眾多有機配體中，以有機芳香酸為配體合成的配合物穩定性好，且配體在發光過程中對光的吸收和轉移性好，因此其開發與應用一直受到科研人員的極大關注。近期研究表明，Eu本身具有很強熒光性，最低激發態與基態間的能級差為12289cm^-1，最低激發態和基態間的f-f躍遷的能量適中，落在可見區范圍內，比較容易找到激發三重態與其激發態能量相匹配的合適配體。另外，通過引入適當的第二種金屬離子，會增強銪稀土離子的發光，從而提高其發光效率。例如，王繼業對銪鋱共摻雜配合物的熒光性能進行研究，發現鋱元素的引入可增強銪的發光，而Tb³⁺本身的發光很弱，幾乎看不到，說明Tb³⁺在其中僅起到能量的中間傳遞作用。楊芳等利用水熱法合成了銪釓均苯三甲酸配合物和銪釔均苯三甲酸配合物，通過對兩者熒光光譜的研究發現，不發光的稀土離子Gd³⁺，Y³⁺的摻入，使配合物的熒光強度明顯增強而發射峰的位置基本不變。

另外，目前對利用稀土共摻雜配合物對有機小分子化合物進行熒光傳感檢測的研究鮮有報道。

發明內容

本發明的目的是為了解決現有檢測有機小分子化合物的準確性不高的問題，而提供一種銪鈰共摻雜配合物熒光傳感材料的制備方法及應用其檢測有機小分子化合物。

本發明銪鈰共摻雜配合物熒光傳感材料的制備方法按以下步驟實現：

一、將銪的水溶性鹽、鈰的水溶性鹽和芳香羧酸配體加入到溶劑中，經超聲分散均勻，得到配體與稀土離子的混合液；

二、將步驟一得到的配體與稀土離子的混合液置于帶有聚四氟乙烯內襯的反應釜中，在60℃～100℃的溫度下進行水熱反應，收集反應產物，過濾后使用有機溶劑進行溶劑替換，最后真空干燥得到銪鈰共摻雜配合物熒光傳感材料；

其中步驟一中銪與鈰的摩爾比為10:1～1:10，所述的芳香羧酸配體為均苯三甲酸、對苯二甲酸或2,5-二羥基對苯二甲酸。

本發明應用銪鈰共摻雜配合物熒光傳感材料檢測有機小分子化合物的方法按以下步驟實現：

一、將銪鈰共摻雜配合物加入到有機小分子化合物的水溶液中，超聲分散處理30min～2h，靜置24～72h后再超聲分散30min～2h，配制得到具有濃度梯度的多個懸濁液測試樣品；

二、檢測每個懸濁液測試樣品的熒光發射光譜，記錄熒光強度最大時對應的熒光發射波長為λ，以每個懸濁液測試樣品在熒光發射波長為λ時的熒光強度為縱坐標，以相應的體積濃度為橫坐標，利用具有濃度梯度的多個懸濁液測試樣品獲得標準線性方程；

三、將銪鈰共摻雜配合物加入到待測有機小分子化合物水溶液中，超聲分散處理30min～2h，靜置24～72h后再超聲分散30min～2h，得到待測懸濁液，通過熒光發射光譜得到待測懸濁液在熒光發射波長為λ時的熒光強度，利用標準線性方程計算得到待測有機小分子化合物水溶液的濃度。