[發明專利]一種多功能復合型納米比率熒光化學傳感器及其制備方法和應用

在審

• 申請號: 201710649437.1
• 申請日: 2017-08-01
• 公開（公告）號: CN109321251A
• 公開（公告）日: 2019-02-12
• 發明（設計）人: 王巖巖;唐美瑤;申赫;車廣波
• 申請（專利權）人: 吉林師范大學
• 主分類號: C09K11/88
• 分類號: C09K11/88;G01N21/64
• 代理公司: 吉林省長春市新時代專利商標代理有限公司 22204
• 代理人: 曲德鳳

本發明是一種適用于汞離子檢測、吸附和移除的復合型納米比率熒光化學傳感器的制備方法。傳感器化學表達式為：Fe₃O₄@SiO₂/CdTe/SiO₂@mSiO₂?Rh6G。制備方法如下，制備四氧化三鐵納米粒子；制備表面氨基化的無孔二氧化硅包覆的四氧化三鐵納米粒子；制備包埋發紅色熒光CdTe 量子點的磁性二氧化硅納米粒子；制備包埋發紅色熒光CdTe量子點的磁性介孔二氧化硅納米粒子；制備多功能復合型納米比率熒光化學傳感器。利用磁性介孔二氧化硅納米粒子將信號參比單元及檢測單元整合在一起的這種技術方案一方面可以大大簡化傳統比率熒光傳感器復雜的分子結構設計和合成路線，只需通過更換不同的信號參比和信號檢測單元就能實現對不同目標物的檢測要求。

技術領域

本發明屬于環境功能材料制備技術領域，具體地說是一種同時適用于汞離子檢測、吸附和移除的多功能復合型納米比率熒光化學傳感器的制備方法，

背景技術

劇毒性、持久性、易遷移性和高度的生物富集性使汞離子成為當前對自然環境和人類健康最具危害的環境污染物之一。準確檢測、快速吸附和有效移除汞離子對于環境、生物醫學以及工農業生產等都具有非常重要的意義。

基于熒光化學傳感器的汞離子檢測可以提供一種快速簡便實時原位分析方法，但是以單一發光強度變化為檢測信號的熒光化學傳感器在實際傳感中易受激發功率、探針濃度及實驗環境等因素變化的影響，從而在一定程度上影響檢測的準確性和精度。以參比單元和檢測單元兩個熒光波長處熒光強度變化的比值來定量檢測目標物的比率熒光傳感器，由于參比單元的引入，可以有效降低設備本身條件和外界環境干擾引起的測量誤差。目前基于有機分子構建的分子型比率熒光傳感器合成路線較復雜，無法循環使用，也難于實現從體系中分離移除汞離子，不利于大規模的商業化生產應用。

近年來，有研究工作將具有參比和檢測性質的不同功能單體以共價鍵、包埋、超分子組裝等形式整合在具有納米結構的基質材料中形成復合型的納米比率熒光化學傳感器。這不僅可以簡化復雜的分子設計合成，同時有益于功能性的進一步拓展。作為一種重要的功能型納米材料，磁性介孔二氧化硅納米粒子具有獨特的磁響應性、有序可調的介孔結構、大的比表面積、易于化學修飾、低毒性、好的生物相容性和穩定性等特點，同時其合成方法簡單，易修飾，便于通過外加磁場分離回收和重復利用，適于實際應用和擴大化生產。量子點具有寬的激發譜和窄的發射譜，較大的斯托克斯位移，光化學穩定性高，熒光壽命長等優越的熒光特性，是一種理想的熒光參比單元功能體；利用羅丹明螺環衍生物在目標物誘導下可發生螺環的開關而導致熒光信號的改變來構建熒光探針一直是傳感領域的研究熱點。然而，在目前現有的各類復合型比率熒光傳感器的研究中，還沒有將磁性介孔二氧化硅納米粒子、量子點以及羅丹明螺環衍生物結合在一起制備能夠同時實現汞離子檢測、吸附和移除的多功能復合型納米比率熒光化學傳感器的報道。

發明內容

本發明的目的是要提供一種多功能復合型納米比率熒光化學傳感器及其制備方法，該化學傳感器同時適用于汞離子檢測、吸附和移除。

本發明的技術方案是：

多功能復合型納米比率熒光化學傳感器，化學表達式為：Fe₃O₄@SiO₂/CdTe/SiO₂@mSiO₂-Rh6G。

多功能復合型納米比率熒光化學傳感器制備方法按照下述步驟進行：

(1)利用水熱法制備單分散的四氧化三體納米粒子(Fe₃O₄)；

(2)采用溶膠-凝膠法制備表面氨基化的無孔二氧化硅包覆的四氧化三鐵納米粒子(Fe₃O₄@SiO₂-NH₂)；