一種檢測甲醛的傳感器及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及化學分析檢測領域，特別涉及一種檢測甲醛的傳感器及其制備方法。一種檢測甲醛的傳感器，化學式為(C15H10N3O2)2(C4H4N8S)Zn2。本發(fā)明的傳感器可以實現(xiàn)對甲醛分子吸附前后熒光強度的變化對甲醛分子分子進行選擇性定性及定量檢測，靈敏度高，具有很好的應用前景。
【專利說明】一種檢測甲醛的傳感器及其制備方法
[0001]
技術領域
[0002]本發(fā)明涉及化學分析檢測領域，特別涉及一種檢測甲醛的傳感器及其制備方法。
[0003]
【背景技術】
[0004]甲醛是一種無色易溶的刺激性氣體，可經(jīng)呼吸道吸收，能與生物細胞蛋白質(zhì)結合，是一種毒性很強的原生質(zhì)物質(zhì)，被國際癌癥研究所列為致癌物質(zhì)之一，位居劇毒性物質(zhì)控制的第二位。甲醛對人體健康的影響主要表現(xiàn)在嗅覺異常、刺激、過敏、肺功能異常、肝功能異常和免疫功能異常等方面。目前甲醛污染問題主要集中于居室、紡織品和食品中。居室裝飾材料和家具中的膠合板、纖維板、刨花板等人造板材中含有大量以甲醛為主的脲醛樹脂，各類油漆、涂料中都含有甲醛。紡織品在生產(chǎn)加工過程中使用含甲醛的的物質(zhì)作為樹脂整理劑，以增加織物的彈性，改善折皺性，還使用含甲醛的陽離子樹脂以提高染色牢度，造成紡織品中甲醛殘留問題。另外，因經(jīng)濟利益驅(qū)使，一些不法分子以甲醛為食品添加劑，如水發(fā)食品加甲醛以凝固蛋白防腐、改善外觀、增加口感，酒類飲料中加入甲醛防止渾濁、增加透明度，這些都會造成食品的嚴重污染，損害人體健康。《中華人民共和國食品衛(wèi)生法》中已明文規(guī)定禁止甲醛作為食品添加劑。由此可見，甲醛污染問題已普及到生活中的每一個角落，嚴重威脅人體健康，應引起人們的高度關注。甲醛含量已成為當今居室、紡織品、食品中污染監(jiān)測的一項重要安全指標。
[0005]

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明所要解決的技術問題是提供具有高度選擇性和靈敏性的檢測甲醛的傳感器。
[0007]本發(fā)明的另一個目的在于提供上述傳感器的制備方法。
[0008]一種檢測甲醛的傳感器，化學式為(C15HiqN3O2 ) 2 (C4H4N8S) Zn2;其中，C15HiqN3O2為4 ’ -(4H-1，2，4-三唑-4-基)-[I，I’ -聯(lián)苯基]-4-羧酸根，C4H6N8S為二(( IH-四唑-5-基)甲基)硫烷根，所述傳感器為正交晶系，Pzwa空間群，晶胞參數(shù)為a =15.359(2) k,b =12.854(5)K,c =13.735(3) Α, α=β = γ = 90 °,V=2711.62 (6) A3。
[0009]上述檢測甲醛的傳感器的制備方法為:將有機化合物4’-(4H-1，2，4_三唑-4-基)_[I，1’-聯(lián)苯基]-4-羧酸、2，2’_硫代二乙酰腈、疊氮化鈉和硝酸鋅溶于水和乙腈的混合溶劑當中，其中水和乙腈體積比為1:2，在室溫下攪拌形成混合液A，然后將所述混合液A在水熱條件下反應48小時后得到所述傳感器。
[0010]進一步的，所述4’-(4Η-1，2，4-三唑-4-基)-[1，1’_聯(lián)苯基]-4-羧酸(英文為:4’_(4H-1,2,4-triazol-4-yl)-[I, I'-biphenyl]-4-carboxylic acid)、2，2，-硫代二乙酰臆、疊氮化鈉和硝酸鋅的摩爾比為1: 1:2:1。
[0011]進一步的，所述的水熱溫度為180°C。
[0012]其中，2，2’_硫代二乙酰腈英文為2，2’_th1diacetonitrile，在水熱條件下，2，2’-硫代二乙酰腈利用鋅離子和疊氮化鈉的催化作用下能夠生成二((IH-四唑-5-基)甲基)硫烷，而二(( IH-四唑-5-基)甲基)硫烷質(zhì)子化后能夠和4 ’-(4H-1，2，4-三唑-4-基)-[I，I’ -聯(lián)苯基]-4-羧酸原位與鋅離子形成一種配合物。而二 (4-( IH-四唑-5-基)苯基)硫烷中四唑環(huán)具有豐富的氮原子，這種形成的特殊結構能夠有效吸附甲醛分子使得該傳感器發(fā)生熒光猝滅現(xiàn)象。
[0013]
本發(fā)明具有如下有益效果:
本發(fā)明的傳感器易于制備，而且在水熱情況下能夠發(fā)生原位反應，合成出來的傳感器化學穩(wěn)定性好。本發(fā)明的傳感器具有良好的熒光特性，四唑環(huán)結構中富含具有孤對電子的氮原子，可以實現(xiàn)對甲醛分子吸附前后熒光強度的變化對甲醛分子分子進行選擇性定性及定量檢測，靈敏度高，具有很好的應用前景。
[0014]
【附圖說明】
[0015]圖1為本發(fā)明的傳感器吸附甲醛分子的熒光光譜圖。
[0016]
【具體實施方式】
[0017]下面結合實施例對本發(fā)明進行詳細的說明，實施例僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，不是對本發(fā)明的限定。
[0018]實施例1
將 Immo 14 ’ - (4H-1，2，4-三唑-4-基)-[I，I’-聯(lián)苯基]-4-羧酸、Immo 12，2 ’ -硫代二乙酰腈、2mmo I疊氮化鈉與I mmo I硝酸鋅溶解于5mL水和I OmL乙腈的混合溶液中，常溫攪拌3 O分鐘，隨后轉(zhuǎn)移到聚四氟乙烯高壓反應釜中，將其放在180°C烘箱中反48小時，之后以5°C/小時降至室溫過濾得到傳感器，產(chǎn)率69.2%(基于鋅)。
[0019]然后將所得的傳感器進行單晶表征。
[0020]該傳感器的X射線衍射數(shù)據(jù)是在Bruker Smart Apex (XD面探衍射儀上，用MoKa福射(λ = 0.71073 Α)，以ω掃描方式收集并進行Lp因子校正，吸收校正使用SADABS程序。用直接法解結構，然后用差值傅立葉法求出全部非氫原子坐標，并用理論加氫法得到氫原子位置(C-H 1.083 Α)，用最小二乘法對結構進行修正。計算工作在PC機上用SHELXTL程序包完成。
[0021]經(jīng)測試解析可知，該傳感器化學式為(C15HiqN3O2 ) 2 (C4H4N8S) Zn2;其中，C15HiqN3O2為4 ’ - (4Η-1，2，4-三唑-4-基)_[ I，I’ -聯(lián)苯基]_4_ 羧酸根，C4H6N8S 為二(( I H-四唑-5-基)甲基)硫烷根，所述傳感器為正交晶系，Pzwa空間群，晶胞參數(shù)為a =15.359(2) k,b =12.854(5)K,c =13.735(3) K, α= β= r = 90 °,V=2711.62 (6) A3，Z=2。
[0022]實施例2
將0.0Olg實施例1中所得的傳感器研磨成粉末后分散至1mL乙醇溶劑中，然后添加不同濃度的甲醛進行熒光光譜測試，激發(fā)波長為330nm。熒光光譜圖如圖1所示，從圖中我們可以看出，隨著甲醛的濃度從O增加到10mM，焚光強度逐漸降低，而且，如果添加的是甲醇和丙酮這類物質(zhì)的話不影響本發(fā)明的傳感器熒光強度，其熒光強度基本和濃度為OmM時類似，因此可以利用熒光強度的變化對甲醛分子進行選擇性定性及定量檢測。
[0023]
以上所述實施例僅表達了本發(fā)明的實施方式，其描述較為具體和詳細，但并不能因此而理解為對本發(fā)明專利范圍的限制，但凡采用等同替換或等效變換的形式所獲得的技術方案，均應落在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【主權項】
1.一種檢測甲醛的傳感器，其特征在于:化學式為(C15H1QN3O2)2(C4H4N8S)Zn2;其中，C15H1QN3O2為4 ’ - (4H-1，2，4-三唑-4-基)-[I，I ’ -聯(lián)苯基]_4_羧酸根，C4H6N8S為二(( IH-四唑-5-基)甲基)硫燒根。2.根據(jù)權利要求1所述的一種檢測甲醛的傳感，其特征在于，所述傳感器為正交晶系，Pzwa空間群，晶胞參數(shù)為a =15.359(2) k,b =12.854(5) k,c =13.735(3) K, a = β= γ =90 0，V=2711.62 (6) A303.—種制備權利要求1所述的檢測甲醛的傳感器的方法，其特征在于:將有機化合物4 ’ - (4Η-1，2，4-三唑-4-基)-[I，I’ -聯(lián)苯基]_4_羧酸、2，2 ’ -硫代二乙酰腈、疊氮化鈉和硝酸鋅溶于水和乙腈的混合溶劑當中，其中水和乙腈體積比為1:2，在室溫下攪拌形成混合液Α，然后將所述混合液A在水熱條件下反應48小時后得到所述傳感器。4.根據(jù)權利要求3所述的傳感器的制備方法，其特征在于:所述4’-(4Η-1，2，4-三唑-4-基)-[1，1’_聯(lián)苯基]-4-羧酸、2，2’_硫代二乙酰腈、疊氮化鈉和硝酸鋅的摩爾比為1:1:2:1。5.根據(jù)權利要求3所述的傳感器的制備方法，其特征在于:所述的水熱溫度為180°C。
【文檔編號】G01N21/64GK106092977SQ201610361248
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年5月27日
【發(fā)明人】徐偉鵬
【申請人】徐偉鵬