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基于納米L型沸石稀土β?二酮配合物雜化材料的三乙胺熒光傳感器及其制備方法和應(yīng)用與流程

文檔序號(hào):11454908閱讀:538來源:國知局
基于納米L型沸石稀土β?二酮配合物雜化材料的三乙胺熒光傳感器及其制備方法和應(yīng)用與流程

本發(fā)明屬于熒光傳感器技術(shù)領(lǐng)域,更具體地,涉及一種基于納米l型沸石稀土β-二酮配合物雜化材料的三乙胺熒光傳感器及其制備方法和應(yīng)用。



背景技術(shù):

三乙胺是有機(jī)胺中一種重要的脂肪族胺,是具有強(qiáng)烈的胺臭揮發(fā)性的無色透明液體。隨著工業(yè)的的迅猛發(fā)展,三乙胺的使用量也在快速增長。大量的三乙胺進(jìn)入到環(huán)境中,不僅會(huì)破壞環(huán)境,而且還會(huì)威脅人類的身體健康。人類吸入刺激性強(qiáng)烈的三乙胺后可引起肺水腫甚至死亡。因此,迫切需要找到一種簡(jiǎn)單,快速地檢測(cè)環(huán)境中三乙胺的方法。目前,檢測(cè)檢測(cè)三乙胺的主要方法是氣相色譜法和半導(dǎo)體導(dǎo)電率法等。但這些方法存在儀器或元件昂貴,檢測(cè)時(shí)間長等缺點(diǎn)。

基于納米l型沸石稀土β-二酮配合物的熒光傳感器是解決上述問題的一種有效方式。它不僅合成過程簡(jiǎn)單,而且具有高吸收系數(shù)、高發(fā)光強(qiáng)度、簡(jiǎn)單操作、快速響應(yīng)等優(yōu)勢(shì)。首先通過納米l型沸石提高稀土β-二酮配合物的穩(wěn)定性,并利用稀土β-二酮配合物對(duì)三乙胺的靈敏響應(yīng),實(shí)現(xiàn)對(duì)三乙胺氣體的快速有效檢測(cè)。由此可見,相較于三乙胺的其他檢測(cè)方法,納米l型沸石稀土β-二酮配合物的熒光傳感器更適合應(yīng)用于三乙胺氣體檢測(cè)領(lǐng)域。



技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:

本發(fā)明的目的在于根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)中的不足,提供了一種基于納米l型沸石稀土β-二酮配合物雜化材料的三乙胺熒光傳感器。

本發(fā)明同時(shí)提供上述熒光傳感器的制備方法。

本發(fā)明還提供上述熒光傳感器在特異性檢測(cè)三乙胺中的應(yīng)用。

本發(fā)明的目的通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):

本發(fā)明提供了基于納米l型沸石稀土β-二酮配合物雜化材料的三乙胺熒光傳感器,所述三乙胺熒光傳感器的組成包括納米l型沸石和稀土β-二酮配合物,其中,稀土β-二酮配合物為銪和/或鋱與β-二酮配體形成的稀土配合物,

β-二酮配體的結(jié)構(gòu)式如式()、式()或式()所示;

、、

)();

);

其中稀土離子占熒光傳感器總質(zhì)量的8.5%~10.5%,β-二酮配體占熒光傳感器總質(zhì)量的2.50%~5.00%。

優(yōu)選地,所述納米l型沸石的組成為:m2o-al2o3-sio2-h2o,m為鉀或鈉中的一種或兩種。

本發(fā)明同時(shí)提供所述的三乙胺熒光傳感器的制備方法,包括將納米l型沸石與稀土金屬鹽溶液混合,回流反應(yīng),干燥后與β-二酮配體蒸汽混合,洗滌得到所述三乙胺熒光傳感器。

利用本發(fā)明所述的三乙胺熒光傳感器在特異性檢測(cè)三乙胺中的應(yīng)用同樣也在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。

本發(fā)明還提供一種利用所述三乙胺熒光傳感器的檢測(cè)方法,包括如下步驟:

s1.制作熒光強(qiáng)度和被分析物濃度的響應(yīng)曲線:首先測(cè)定無三乙胺氣體存在時(shí),權(quán)利要求1所述的三乙胺熒光傳感器的熒光強(qiáng)度i0,然后分別加入已知不同濃度的三乙胺,測(cè)定三乙胺存在時(shí)傳感材料的熒光強(qiáng)度i,得到三乙胺的熒光響應(yīng)工作曲線圖和工作曲線方程為:;其中,y代表i/i0,x代表三乙胺的濃度;

s2.根據(jù)s1中得到的工作曲線方程,測(cè)定未知濃度的三乙胺樣品,得到熒光強(qiáng)度ic,將ic/i0作為y值代入s1中得到的工作曲線方程,得到未知濃度的三乙胺樣品或含三乙胺混合氣體中三乙胺的濃度x值。

當(dāng)被分析物例如,三乙胺、四氫呋喃、乙醚、氯仿、乙醇、丙酮、甲醛、乙腈和甲醇等與納米l型沸石稀土β-二酮配合物雜化材料相互作用時(shí),三乙胺的發(fā)光強(qiáng)度增強(qiáng)比其他的更顯著,利用這種差異變化可以實(shí)現(xiàn)對(duì)三乙胺的選擇性檢測(cè)。

本發(fā)明提供的熒光傳感器對(duì)三乙胺的響應(yīng)比較靈敏,且其熒光強(qiáng)度隨三乙胺濃度的不同而發(fā)生相應(yīng)的改變,其最低檢測(cè)限可達(dá)到55.73ppm。

與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)和有益效果:

本發(fā)明提供的納米l型沸石稀土β-二酮配合物雜化材料制備方法簡(jiǎn)單,條件溫和,所述雜化材料的性能穩(wěn)定,當(dāng)三乙胺與納米l型沸石稀土β-二酮配合物雜化材料相互作用時(shí),會(huì)引起發(fā)光材料熒光強(qiáng)度的變化,利用這種變化可以實(shí)現(xiàn)對(duì)三乙胺的鑒別與檢測(cè)。且對(duì)其他有機(jī)揮發(fā)物的感應(yīng)很弱,檢測(cè)簡(jiǎn)便,響應(yīng)速度快,能夠應(yīng)用在特異性識(shí)別三乙胺及與其他氣體的混合檢測(cè)中,在三乙胺氣體檢測(cè)領(lǐng)域具有極大的應(yīng)用前景。

附圖說明

圖1eu(hppo)n@k-nzl雜化材料對(duì)不同濃度三乙胺的發(fā)射光譜圖。

圖2eu(hppo)n@k-nzl雜化材料對(duì)不同濃度三乙胺的熒光響應(yīng)工作曲線。

圖3eu(hppo)n@k-nzl雜化材料對(duì)不同揮發(fā)性有機(jī)物的發(fā)光響應(yīng)。

圖4eu(hbfpd)n@na/k-nzl雜化材料對(duì)不同濃度三乙胺的發(fā)射光譜圖。

圖5eu(hbfpd)n@na/k-nzl雜化材料對(duì)不同濃度三乙胺的熒光響應(yīng)工作曲線。

圖6eu(hbfpd)n@na/k-nzl雜化材料對(duì)不同揮發(fā)性有機(jī)物的發(fā)光響應(yīng)。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合具體實(shí)施例和附圖來進(jìn)一步說明本發(fā)明,但實(shí)施例并不對(duì)本發(fā)明做任何形式的限定。除非特別說明,本發(fā)明采用的試劑、方法和設(shè)備為本技術(shù)領(lǐng)域常規(guī)試劑、方法和設(shè)備。

除非特別說明,本發(fā)明所用試劑和材料均為市購。

實(shí)施例1:配體β-二酮(hppo)的合成:

在n2保護(hù)的作用下,將3-乙酰菲(0.2202g,1mmol)加入到lda二異丙基氨基鋰(2m,1ml)中,-40℃恒溫?cái)嚢?h,升溫到0℃,加入五氟丙酸甲酯(130μl,1.2mmol),攪拌3h后,用水淬滅,用30ml二氯甲烷萃取,再用無水硫酸鈉干燥,過夜。過濾得到的濾液旋干后,用無水乙醚和二氯甲烷重結(jié)晶,得到黃色針狀晶體(hppo)。

實(shí)施例2:配體β-二酮(hbfpd)的合成:

在n2保護(hù)的作用下,將2-乙酰芴(0.2083g,1mmol)加入到lda(2m,1ml)中,-40℃恒溫?cái)嚢?h,升溫到0℃,加入聯(lián)苯-4-甲酸甲酯(0.2547g,1.2mmol),攪拌3h后,用水淬滅,用30ml二氯甲烷萃取,再用無水硫酸鈉干燥,過夜。過濾得到的濾液旋干后,用無水乙醚和二氯甲烷重結(jié)晶,得到黃色固體(hbfpd)。

實(shí)施例3:納米l型沸石稀土銪β-二酮配合物雜化材料eu(hppo)n@k-nzl的合成:

將納米l型沸石(0.1g)k-nzl與eucl3?xh2o乙醇溶液(0.1m,2.5ml)混合,80℃回流反應(yīng)24h后離心得到白色粉末,50℃烘干后取eu@k-nzl(0.1g)與β-二酮(hppo,0.2g)混合研磨,于100℃真空中加熱2h后,用二氯甲烷洗滌3次后,烘干得到淺黃色粉末eu(hppo)n@k-nzl。其中稀土離子占熒光傳感器總質(zhì)量的9.90%,β-二酮配體占熒光傳感器總質(zhì)量的3.40%。

實(shí)施例4:納米l型沸石稀土銪β-二酮配合物雜化材料eu(hbfpd)n@na/k-nzl的合成:

將納米l型沸石(0.1g)na/k-nzl與eucl3?xh2o乙醇溶液(0.1m,2.5ml)混合,80℃回流反應(yīng)24h后離心得到白色粉末,50℃烘干后取eu@na/k-nzl(0.1g)與β-二酮(hbfpd,0.2g)混合研磨,于100℃真空中加熱2h后,用二氯甲烷洗滌3次后,烘干得到淺黃色粉末eu(hbfpd)n@na/k-nzl。其中稀土離子占熒光傳感器總質(zhì)量的9.50%,β-二酮配體占熒光傳感器總質(zhì)量的2.68%。

實(shí)施例5:納米l型沸石稀土銪/鋱β-二酮配合物雜化材料eu/tb(htta)n@k-nzl的合成:

將納米l型沸石(0.1g)k-nzl與eucl3?xh2o乙醇溶液(0.1m,1.25ml)和tbcl3?xh2o乙醇溶液(0.1m,1.25ml)混合,80℃回流反應(yīng)24h后離心得到白色粉末,50℃烘干后取eu/tb@k-nzl(0.1g)與β-二酮(2-噻吩甲酰三氟丙酮htta,0.2g)混合研磨,于100℃真空加熱2h后,用無水乙醇洗滌3次后,烘干得到淺粉色粉末eu/tb(htta)n@k-nzl。其中稀土離子占熒光傳感器總質(zhì)量的10.09%,eu/tb=1:1,β-二酮配體占熒光傳感器總質(zhì)量的4.62%。

實(shí)施例6:熒光傳感器eu(hppo)n@k-nzl對(duì)三乙胺的熒光傳感:

首先測(cè)定三乙胺不存在時(shí)傳感材料的熒光強(qiáng)度i0。然后用采樣袋配置不同濃度的三乙胺(100,200,400,800,1000,2000,2500,3000,3500,4000,5000,6000ppm),測(cè)定不同濃度的三乙胺存在時(shí)傳感材料的熒光強(qiáng)度i,如圖1所示,并繪制出熒光強(qiáng)度比i/i0隨三乙胺濃度變化的工作曲線,其方程式為:,如圖2。測(cè)試結(jié)果表明,納米l型沸石稀土β-二酮配合物雜化材料在波長611nm的熒光強(qiáng)度隨三乙胺濃度的增加而增加,當(dāng)加入濃度超過6000ppm時(shí),熒光強(qiáng)度不再發(fā)生變化。通過計(jì)算,其最低檢測(cè)限為55.73ppm。

實(shí)施例7:熒光傳感器eu(hppo)n@k-nzl對(duì)未知濃度的三乙胺的檢測(cè):

首先配置未知濃度的三乙胺樣品c或含未知濃度的三乙胺混合氣體d,測(cè)試其加入到熒光傳感器后的熒光強(qiáng)度ic或id,然后計(jì)算出熒光強(qiáng)度比ic/i0=7.539或id/i0=9.373,代入工作曲線方程式,算出xc=1296.67ppm,即為三乙胺樣品c的濃度,或xd=1697.73ppm,即為含三乙胺混合氣體中三乙胺的濃度。

實(shí)施例8:熒光傳感器eu(hppo)n@k-nzl對(duì)不同揮發(fā)性有機(jī)物的熒光性能檢測(cè):

首先測(cè)定三乙胺不存在時(shí)傳感材料的熒光強(qiáng)度i0。然后配置同等濃度(1000ppm)的不同揮發(fā)性有機(jī)物如三乙胺、四氫呋喃、乙醚、氯仿、乙醇、丙酮、甲醛、乙腈和甲醇等,分別加入到傳感材料中,測(cè)試其熒光強(qiáng)度i。發(fā)現(xiàn)加入三乙胺后,熒光強(qiáng)度明顯增加,說明可以選擇性地檢測(cè)三乙胺(如圖3所示)。

實(shí)施例9:熒光傳感器eu(hbfpd)n@na/k-nzl對(duì)三乙胺的熒光傳感:

參照實(shí)例6的做法,測(cè)試不同濃度的三乙胺存在時(shí)傳感材料的熒光強(qiáng)度,如圖4所示,并繪制出熒光強(qiáng)度比i/i0隨三乙胺濃度變化的工作曲線,其方程式為:,如圖5。通過計(jì)算,其最低檢測(cè)限為48.92ppm。

實(shí)施例10:熒光傳感器eu(hbfpd)n@na/k-nzl對(duì)未知濃度的三乙胺的檢測(cè):

參照實(shí)例7的做法,測(cè)試未知濃度的三乙胺樣品c或含未知濃度的三乙胺混合氣體d,通過計(jì)算,三乙胺樣品c的濃度為1302.26ppm,含三乙胺混合氣體中三乙胺的濃度為1690.27ppm。

實(shí)施例11:熒光傳感器eu(hbfpd)n@na/k-nzl對(duì)不同揮發(fā)性有機(jī)物的熒光性能檢測(cè):

參照實(shí)例8的做法,eu(hbfpd)n@na/k-nzl也可以選擇性地檢測(cè)三乙胺(如圖6所示)。

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