乙醇敏感9,10-(二苯基)乙炔基蒽摻雜二氧化硅納米粒子的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬發(fā)光納米材料制備的技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種乙醇敏感9，10_( 二苯基)乙炔基蒽摻雜二氧化硅納米粒子的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]近來，染料摻雜二氧化硅納米粒子由于具有更好的光穩(wěn)定性和易功能化的表面等優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)代替有機(jī)染料廣泛地應(yīng)用于光學(xué)研究、環(huán)境傳感器和生物探針等各個(gè)領(lǐng)域。9,10-( 二苯基)乙炔基蒽屬于有機(jī)疏水染料，無法與親水性的二氧化娃復(fù)合。由于9，10-( 二苯基)乙炔基蒽分子在聚集時(shí)容易發(fā)生分子間電子轉(zhuǎn)移，從而在長(zhǎng)波區(qū)產(chǎn)生發(fā)射峰，使發(fā)光顏色發(fā)生明顯變化。所以，控制染料分子間距離和分子所處的微環(huán)境是控制染料摻雜粒子發(fā)光顏色的關(guān)鍵。
[0003]過去的幾年里，人們已經(jīng)采用磷脂分子、共聚物高分子和各種表面活性劑形成油相模板，構(gòu)筑具有疏水內(nèi)結(jié)構(gòu)的二氧化硅粒子，以有利于疏水染料的摻雜(J.Am.Chem.Soc., 2002, 124, 6037 ；Science, 2002, 297, 967 ；Science, 1999, 285, 1049 ；J.Am.Chem.Soc.，2002，124，8307 ；Anal.chim.Aeta, 2003，481，18)。其中最為廣泛和成熟的方法便是ο i 1 -1n-water (Ο/ff)為微乳液法，利用表面活性劑在乙醇或油水混合溶液中可以形成微乳液，這些微乳液結(jié)構(gòu)可以為課題分子提供穩(wěn)定的微環(huán)境，有利于客體分子慘雜到主體基質(zhì)中(Anal.Chem., 2001, 73, 4988 ；Chem.Commum., 2004, 2801 ；Anal.B1ehem.，2004, 334，135)。然而，大部分的方法中都沒有關(guān)心外部環(huán)境的改變對(duì)主體基質(zhì)中微環(huán)境的影響，進(jìn)而影響被摻入的客體分子的發(fā)光性質(zhì)。當(dāng)水作為外部溶劑時(shí)，如果存在少量乙醇的情況下，乙醇會(huì)進(jìn)入到已經(jīng)在二氧化硅基質(zhì)中形成的疏水環(huán)境中，進(jìn)而改變疏水微環(huán)境的介電常數(shù)等物理環(huán)境，使分散其中的染料分子發(fā)生吸收與發(fā)射性質(zhì)的變化。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是，針對(duì)9，10_( 二苯基)乙炔基蒽分子對(duì)微環(huán)境變化的在吸收和發(fā)射光譜上的響應(yīng)，制備一種具有膠束結(jié)構(gòu)的二氧化硅粒子，9，10_( 二苯基)乙炔基蒽在膠束的微環(huán)境當(dāng)中，利用乙醇對(duì)粒子中膠束微環(huán)境的影響，簡(jiǎn)單有效的對(duì)水中乙醇產(chǎn)生發(fā)光顏色上的響應(yīng)。
[0005]具體的技術(shù)方案如下:
[0006]—種乙醇敏感9，10-( 二苯基)乙炔基蒽摻雜二氧化硅納米粒子的制備方法，具體步驟為:在乙醇/水體系中加入陽離子表面活性劑和9，10_( 二苯基)乙炔基蒽，攪拌15分鐘，再加入氨水，最后加入正娃酸乙酯，在20?40°C攪拌6?12小時(shí)后將所得產(chǎn)物離心分離、真空干燥，得到乙醇敏感9，10-( 二苯基)乙炔基蒽摻雜二氧化硅納米粒子；在整個(gè)反應(yīng)體系中，乙醇和水的體積比為3?7: 7，陽離子表面活性劑的濃度為5mmol/L，9，10-( 二苯基)乙炔基蒽的濃度為10 ymol/L，氨水的濃度為0.06mol/L，正娃酸乙酯的濃度為 0.022mol/Lo
[0007]本發(fā)明的一種乙醇敏感9，10_( 二苯基)乙炔基蒽摻雜二氧化硅納米粒子的制備方法中，所述的陽離子表面活性劑，優(yōu)選十六烷基三甲基溴化銨。
[0008]本發(fā)明的一種乙醇敏感9，10_( 二苯基)乙炔基蒽摻雜二氧化硅納米粒子的制備方法中，所述的攪拌6?12小時(shí)，優(yōu)選在200?600rpm的速度下攪拌6?12小時(shí)。
[0009]本發(fā)明用到的9，10_( 二苯基)乙炔基蒽，是一種容易發(fā)生分子間電子轉(zhuǎn)移的有機(jī)熒光染料分子，單分子發(fā)光是綠色的，而發(fā)生分子間電子轉(zhuǎn)移的發(fā)光顏色為橙紅色。本發(fā)明制備的二氧化娃納米粒子，對(duì)乙醇的變色響應(yīng)在5%?21%。其粒子的尺寸在150nm?
1.5 μ m之間。
[0010]有益效果:
[0011]本發(fā)明的制備方法簡(jiǎn)單，制得的粒子在水中可以快速的檢測(cè)乙醇濃度，檢測(cè)結(jié)果可以通過裸眼直接觀測(cè)，并且檢測(cè)限可以通過制備條件進(jìn)行調(diào)控。
【附圖說明】
[0012]圖1為本發(fā)明實(shí)施例1獲得的9，10- 二苯基乙炔基蒽摻雜的二氧化硅粒子在水中和21 %體積分?jǐn)?shù)乙醇中的發(fā)射光譜。
[0013]圖2為本發(fā)明實(shí)施例2獲得的9，10- 二苯基乙炔基蒽摻雜的二氧化硅粒子在水中和8 %體積分?jǐn)?shù)乙醇中的發(fā)射光譜。
[0014]圖3為本發(fā)明實(shí)施例3獲得的9，10- 二苯基乙炔基蒽摻雜的二氧化硅粒子在水中和5%體積分?jǐn)?shù)乙醇中的發(fā)射光譜。
【具體實(shí)施方式】
[0015]實(shí)施例1
[0016]將lmL乙醇與2mL水混合，將混合溶劑加入5mL濃度為10mM的CTAB (十六烷基三甲基溴化銨)水溶液，再加入2mL濃度為50 μΜ的9，10- 二苯基乙炔基蒽乙醇溶液，最終CTAB濃度為5mM，醇水體積比為3: 7。攪拌15分鐘，加入50 μ L濃度為12mol/L的氨水，最后加入0.22mmol正娃酸乙酯，600rpm的速度攪拌6小時(shí)。用12000rpm離心分離出9，10- 二苯基乙炔基蒽摻雜的二氧化硅粒子。水洗3次，放入真空烘箱，40°C下烘干12小時(shí)。將制備好的粒子分別分散到水中和體積分?jǐn)?shù)為21%的乙醇水溶液中，其發(fā)射光譜如圖1所示，從圖1中可見分散到水中時(shí)，熒光發(fā)射峰在500nm附近，當(dāng)分散到體積分?jǐn)?shù)為21%的乙醇水溶液中時(shí)，除了 500nm附近的熒光發(fā)射峰，在600nm處產(chǎn)生了新的熒光發(fā)射峰。因此所得9，10- 二苯基乙炔基蒽摻雜的二氧化硅粒子在水中發(fā)光顏色為綠色，在體積分?jǐn)?shù)為21 %的乙醇水溶液中發(fā)光顏色為橙色。
[0017]實(shí)施例2
[0018]將2mL乙醇與lmL水混合，將混合溶劑加入5mL 10mM的CTAB水溶液，再加入2mL濃度為50 μΜ的9，10- 二苯基乙炔基蒽乙醇溶液，最終CTAB濃度為5mM，醇水體積比為2: 3。攪拌15分鐘，加入50微升濃度為12mol/L的氨水，最后加入0.22mmol正娃酸乙酯，600rpm的速度攪拌6小時(shí)(或200rpm的速度攪拌12小時(shí))。用12000rpm離心分離出9，10-二苯基乙炔基蒽摻雜的二氧化硅粒子。水洗3次，放入真空烘箱，40°C下烘干12h。將制備好的粒子分別分散到水中和體積分?jǐn)?shù)為8%的乙醇水溶液中，其發(fā)射光譜如圖2所示，從圖2中可見分散到水中時(shí)，熒光發(fā)射峰在500nm附近，當(dāng)分散到體積分?jǐn)?shù)為8%的乙醇水溶液中時(shí)，除了 500nm附近的熒光發(fā)射峰，在600nm處產(chǎn)生了新的熒光發(fā)射峰。所得9，10-二苯基乙炔基蒽摻雜的二氧化硅粒子在水中發(fā)光顏色為綠色，在體積分?jǐn)?shù)為8%的乙醇水溶液中發(fā)光顏色為橙色。
[0019]實(shí)施例3
[0020]將3mL乙醇加入5mL濃度為10mM的CTAB水溶液，再加入2mL濃度為50 μ Μ的9，10-二苯基乙炔基蒽乙醇溶液，最終CTAB濃度為5mM，醇水體積比為1: 1。攪拌15分鐘，加入50微升濃度為12mol/L的氨水，最后加入0.22mmol正娃酸乙酯，600rpm的速度攪拌6小時(shí)。用12000rpm離心分離出9，10-二苯基乙炔基蒽摻雜的二氧化硅粒子。水洗3次，放入真空烘箱，40°C下烘干12小時(shí)。將制備好的粒子分別分散到水中和體積分?jǐn)?shù)為5%的乙醇水溶液中，其發(fā)射光譜如圖3所示，從圖3中可見分散到水中時(shí)，熒光發(fā)射峰在500nm附近，當(dāng)分散到體積分?jǐn)?shù)為5%的乙醇水溶液中時(shí)，除了 500nm附近的熒光發(fā)射峰，在600nm處產(chǎn)生了新的熒光發(fā)射峰。所得9，10-二苯基乙炔基蒽摻雜的二氧化硅粒子在水中發(fā)光顏色為綠色，在體積分?jǐn)?shù)為5 %的乙醇水溶液中發(fā)光顏色為橙色。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種乙醇敏感9，10-( 二苯基)乙炔基蒽摻雜二氧化硅納米粒子的制備方法，具體步驟為:在乙醇/水體系中加入陽離子表面活性劑和9，10-( 二苯基)乙炔基蒽，攪拌15分鐘，再加入氨水，最后加入正娃酸乙酯，在20?40°C攪拌6?12小時(shí)后將所得產(chǎn)物離心分離、真空干燥，得到乙醇敏感9，10-( 二苯基)乙炔基蒽摻雜二氧化硅納米粒子；在整個(gè)反應(yīng)體系中，乙醇和水的體積比為3?7: 7，陽離子表面活性劑的濃度為5mmol/L，9，10-( 二苯基)乙炔基蒽的濃度為10 ymol/L，氨水的濃度為0.06mol/L，正娃酸乙酯的濃度為 0.022mol/Lo2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的的一種乙醇敏感9，10-(二苯基)乙炔基蒽摻雜二氧化硅納米粒子的制備方法，其特征在于，所述的陽離子表面活性劑，是十六烷基三甲基溴化銨。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種乙醇敏感9，10-(二苯基)乙炔基蒽摻雜二氧化硅納米粒子的制備方法，其特征在于，所述的攪拌6?12小時(shí)，是在200?600rpm的速度下攪拌6?12小時(shí)。
【專利摘要】本發(fā)明的乙醇敏感9,10-(二苯基)乙炔基蒽摻雜二氧化硅納米粒子的制備方法屬于納米材料制備的技術(shù)領(lǐng)域，具體步驟為：在乙醇/水體系中加入陽離子表面活性劑和9,10-(二苯基)乙炔基蒽，攪拌15分鐘，再加入氨水，最后加入正硅酸乙酯，在20～40℃攪拌6～12小時(shí)后將所得產(chǎn)物離心分離、真空干燥，得到乙醇敏感9,10-(二苯基)乙炔基蒽摻雜二氧化硅納米粒子。本發(fā)明的制備方法簡(jiǎn)單，制得的粒子在水中可以快速的檢測(cè)乙醇濃度，檢測(cè)結(jié)果可以通過裸眼直接觀測(cè)，并且檢測(cè)限可以通過制備條件進(jìn)行調(diào)控。
【IPC分類】C09K11/06, G01N21/64
【公開號(hào)】CN105419784
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510917124
【發(fā)明人】郭子龍, 王皓南, 韓延?xùn)|, 楊文勝
【申請(qǐng)人】吉林大學(xué)
【公開日】2016年3月23日
【申請(qǐng)日】2015年12月11日