[發明專利]一步合成硅烷修飾的銅納米簇的方法及其在檢測有機溶劑中痕量水含量的應用

有效

• 申請號: 201710412927.X
• 申請日: 2017-06-05
• 公開（公告）號: CN107363266B
• 公開（公告）日: 2019-07-26
• 發明（設計）人: 錢兆生;豐慧;趙美芝
• 申請（專利權）人: 浙江師范大學
• 主分類號: B22F9/24
• 分類號: B22F9/24;B22F1/00;G01N21/64;B82Y30/00;B82Y40/00
• 代理公司: 杭州千克知識產權代理有限公司 33246
• 代理人: 童健

本發明公開了一種一步合成硅烷修飾的銅納米簇的方法及其在檢測有機溶劑中痕量水含量的應用。其制備方法為：取銅鹽置于無水乙腈中，然后加入巰基取代的硅烷，在密閉室溫條件下攪拌20～40min，即得硅烷修飾的銅納米簇。通過熒光信號的打開模式實現有機溶劑中痕量水的靈敏檢測。具有操作成本低，制備工藝設備簡易，反應條件溫和，反應速度快，易于推廣的特點。

技術領域

本發明屬于功能納米離子的制備和應用技術領域，具體涉及一種一步合成硅烷修飾的銅納米簇的方法及其在檢測有機溶劑中痕量水含量的應用。

背景技術

有機溶劑中水含量的測定和控制對有機合成、藥物生成、食品加工和生物醫藥監測等領域具有非常重要的意義。水作為有機溶劑中最常見的雜質之一，少量水分的存在會在很大程度上影響化學反應的進行，甚至會改變反應的產物，因此有機溶劑中水含量的測定是化學反應中最重要也是最常見的分析問題之一。測定有機溶劑中水含量常用的化學分析方法是經典的卡爾-費休法，該方法與1935年提出，經過不斷的改進，該方法是工業過程中的主要水含量測定方法。但是，目前改進的卡爾-費休方法仍然存在諸多問題，比如反應速率慢、易受干擾，精密度差、所用試劑毒性較大等。除了經典的卡爾-費休方法外，科學家們也發展了比如基于分光光度法、氣相色譜法、液相色譜法、紅外光譜法和熒光法等多種檢測方法，其中由于熒光分析法自有的靈敏度高、準確性好以及可實時監測的優點，以熒光法的表現最為優異。目前絕大多數熒光分析法主要是采用分子熒光探針，基于光誘導電子轉移、分子內電荷轉移、溶劑致變色以及基于水引發的化學反應等機制開發一系列痕量水檢測方法。但是，這些分子探針容易受到有機溶劑極性的影響而不穩定，并且這些熒光分子探針僅僅適用于少數幾種有機溶劑的測定，特別是通常無法適用于乙醇、甲醇等質子溶劑中痕量水的檢測。更為重要的是，大部分熒光分子探針是基于熒光信號的猝滅機制實現對水含量的檢測的，而信號減小的模式不是一種理想的檢測模式，往往受到其它猝滅劑的干擾。因此，發展簡便新型的靈敏熒光檢測方法是非常必要的。

發明內容

本發明的主要目的在于提供一種一種使用硅烷修飾的銅納米簇的應用，并通過熒光信號的打開模式實現有機溶劑中痕量水的靈敏檢測。

本發明是通過以下技術方案得以實施的：一種使用硅烷修飾的銅納米簇的應用，硅烷修飾的銅納米簇通過取銅鹽置于無水乙腈中，加入巰基取代的硅烷，在密閉室溫條件下攪拌20～40min得到，其特征在于，硅烷修飾的銅納米簇應用于檢測有機溶劑中痕量水含量。

作為優選，所述的銅鹽和巰基取代的硅烷的摩爾比1﹕4。反應物的有效配比，可使得化學反應更加完全，發明人經過試驗發現銅鹽和巰基取代的硅烷的摩爾比為1﹕4時，化學反應最為完全，速度最快，產率更高。

作為優選，所述的銅鹽包括硝酸銅、硫酸銅、氯化銅、高氯酸銅、乙酸銅。最為優選的是硝酸銅。

作為優選，所述的巰基取代的硅烷包括巰基丙基三甲氧基硅烷、巰基乙基三乙氧基硅烷、巰丙基甲基二甲氧基硅烷、巰基丙基三乙氧基硅烷。最為優選的是巰基丙基三甲氧基硅烷。

硝酸銅和巰基丙基三甲氧基硅烷的配合，制備得到的硅烷修飾的銅納米簇產率最高，用于測定有機溶劑中痕量水含量的范圍也最廣。

作為優選，所述的有機溶劑包括二氧六環、N,N-二甲基甲酰胺、四氫呋喃、乙腈、乙醇。

硅烷修飾的銅納米簇在檢測有機溶劑中痕量水含量的檢測方法為：向硅烷修飾的銅納米簇中加入無水乙腈，然后加入有機溶劑溶液，室溫攪拌混合20～40min后，在340nm為激發波長，700nm為發射波長下，測定混合溶液熒光強度，然后根據熒光強度和有機溶劑痕量水含量的標準曲線，計算得出有機溶液中痕量水在0.00～0.35v/v％的范圍內具體的水含量。