[發明專利]一種用于高效氨氣熒光檢測的有機鹵化亞銅材料及其制備和應用

有效

• 申請號: 202210438247.6
• 申請日: 2022-04-20
• 公開（公告）號: CN115028188B
• 公開（公告）日: 2023-03-28
• 發明（設計）人: 費泓涵;馬文
• 申請（專利權）人: 同濟大學
• 主分類號: C01G3/04
• 分類號: C01G3/04;G01N21/64
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司 31225
• 代理人: 劉燕武

本發明涉及一種用于高效氨氣熒光檢測的有機鹵化亞銅材料及其制備和應用，該材料的化學分子式為(CuX)[(C₃H₃N₂)COOH]，其中X為Cl或Br；本發明采用水熱法合成了一類具有氨氣熒光傳感性質的有機鹵化亞銅晶態材料。在15mL高壓反應釜內加入適量的氯化亞銅/溴化亞銅，1H?吡唑?4?甲酸，鹽酸羥胺和水，室溫下攪拌30分鐘，將反應釜放置在120℃的烘箱中加熱3天；反應結束后，將反應釜取出，濾去反應液，使用去離子水反復洗滌剩余固體，真空干燥，即制得有機鹵化亞銅晶態材料。用本方法制備的鹵化亞銅晶態材料可用于氨氣檢測的熒光探針，實現氨氣的檢測要求材料具有選擇性好、檢測限低且可以循環使用的特點等。

技術領域

本發明屬于有機無機雜化材料及熒光傳感技術領域，涉及一種用于高效氨氣熒光檢測的有機鹵化亞銅材料及其制備和應用。

背景技術

氨氣常常被用于合成肥料和各種精細化學品，是農業領域和化學工業中非常重要的原材料，然而，氨氣也是危害最大的環境污染物之一。低濃度的氨可引起眼部刺激和上呼吸道感染，而暴露在高濃度下可能會產生更加嚴重的后果，如反射性呼吸驟停和心臟驟停。氨氣的無色和可溶性質使得人們很難在第一時間察覺，尤其是在氨氣濃度較低的情況下。因此，發展檢測氨氣的有效方法在人類健康、工業和農業領域都是十分迫切和高度需要的。

近年來，越來越多的材料表現出氨氣檢測性能，但這些材料大多是半導體金屬氧化物、高分子聚合物或石墨烯基復合材料，而且通常基于電化學的傳感策略(如阻抗、鐵電等性質的變化)，且存在難以忽略的缺點，如不夠直觀的信號、復雜的設備要求、高昂的操作成本和耗時的樣品制備過程，嚴重阻礙了這些材料在現實生活中的應用。除這些方法外，熒光檢測方法具有明顯的信號、快速反應、靈敏度好、選擇性強等優點，近年來日益成為氨傳感研究領域的前沿熱點。

無機有機金屬鹵化物晶態材料將金屬鹵化物與有機分子的優點相結合，通常具有特殊的發光特性，其發光來源非常豐富，如有機配體的發光、金屬與配體之間的電荷轉移發光(MLCT)、自陷激子引起的發光(STE)和功能性客體分子引起的發光等等，具備成為熒光傳感材料的潛力。目前用于氨氣熒光檢測的無機有機雜化材料要么是基于金屬與氨氣的配位，要么是基于配體上的官能團與氨氣反應，而這類反應常常引起結構的坍塌，進而導致熒光發射強度降低或發射峰的移動，但是通常存在著檢測限高、不能循環的致命缺點。此外，這些材料常常引入價格昂貴的稀土元素，存在成本較高的難題，進一步限制了材料的廣泛應用。

發明內容

本發明的目的就是為了提供一種用于高效氨氣熒光檢測的有機鹵化亞銅材料及其制備和應用。該方法操作簡便，成本低廉，其易畸變的金屬鹵族單元導致材料具有自陷態機理的發光性質。在紫外光激發下，發射出較弱的黃色熒光。

本發明的目的可以通過以下技術方案來實現：

本發明的技術方案之一提供了一種用于高效氨氣熒光檢測的有機鹵化亞銅材料，該材料的化學分子式為(CuX)[(C₃H₃N₂)COOH]，其中X為Cl或Br。

進一步的，當X為Cl或者Br時，該材料的晶體結構為三斜晶系，空間群為P-1，且為淺黃色塊狀晶體。

本發明的技術方案之二提供了一種用于高效氨氣熒光檢測的有機鹵化亞銅材料的制備方法，包括以下步驟：

(1)稱取CuX、鹽酸羥胺、1H-吡唑-4-甲酸置于反應釜中，加入去離子水，攪拌得到懸濁液；

(2)將反應釜置于烘箱中，靜態反應，反應結束后，降溫至室溫，所得反應產物洗滌、干燥后，即得到目標產物。

進一步的，步驟(1)中，CuX、鹽酸羥胺、1H-吡唑-4-甲酸的摩爾比為1：1：2。

進一步的，步驟(1)中，所述CuX為氯化亞銅或溴化亞銅。