亚洲狠狠干,亚洲国产福利精品一区二区,国产八区,激情文学亚洲色图

一種用熒光試紙檢測大氣污染物SO2及其衍生物的方法與流程

文檔序號:11223408閱讀:2513來源:國知局
一種用熒光試紙檢測大氣污染物SO2及其衍生物的方法與流程

本發(fā)明涉及一種由金屬有機骨架材料制備熒光試紙傳感檢測大氣污染物so2及其衍生物的新方法,屬于熒光探針分子檢測領(lǐng)域。



背景技術(shù):

二氧化硫(so2)既是一種商業(yè)試劑,又是一種大氣污染物。主要來源于含硫化石燃料的燃燒、自然界含硫礦石的分解以及火山噴發(fā)。so2的排放不僅會對環(huán)境造成污染,也會危害人的身體健康,而且so2易溶于水形成亞硫酸鹽和亞硫酸氫鹽(so32-和hso3-)的混合物,so32-和hso3-易被氧化為so42-,進而形成酸雨。亞硫酸鈉和亞硫酸氫鈉常用于水果和蔬菜的防腐劑、抗氧化劑,會使人體暴露于高劑量的亞硫酸鈉和亞硫酸氫鈉的環(huán)境中,從而對人的身體健康造成影響,可能會引發(fā)哮喘、過敏反應(yīng)以及神經(jīng)系統(tǒng)疾病。除了食物中添加劑的影響外,內(nèi)源性的so32-和hso3-可以通過含硫的氨基酸代謝產(chǎn)生,最近的研究表明,so32-和hso3-在濃度低于450μm時具有內(nèi)皮依賴性血管舒張作用,也可以作為心血管系統(tǒng)的信使。因此,快速高靈敏性的檢測so2衍生物對于環(huán)境保護以及人體健康有重要的意義。

目前,檢測so2及其衍生物的方法有很多,如滴定分析法、極譜分析法、比色法,物理和化學(xué)吸附法、電化學(xué)法、分光光度測定法、離子色譜法等。其中有的方法操作步驟冗雜,需要對材料進行各種預(yù)處理以及對材料的量要求的比較多;有的則測試設(shè)備成本高,限制了其廣泛應(yīng)用;有的方法需要的響應(yīng)時間較長,抗干擾性差。而熒光分析法操作簡單、現(xiàn)象明顯、靈敏度高、選擇性好、響應(yīng)時間短,因此,受到人們廣泛的關(guān)注。王素華課題組報道的花青染料修飾后的碳納米點可以檢測so2衍生物(s.wang.,et.al.,anal.chem.,2014,86,9381-9385);宋相志課題組報道的熒光小分子探針可以檢測so2衍生物(x.song.,et.al.,anal.chem.,2015,87,609-616)。關(guān)于熒光探針檢測so2衍生物的報道還有很多,但是使用mof材料作為熒光探針來進行檢測的未曾報道過。

金屬有機骨架材料(metalorganicframeworks,mofs)是近年來快速發(fā)展的一種配位聚合物,具有二維或三維的孔結(jié)構(gòu),以金屬離子為連接點,有機配體支撐構(gòu)成的空間結(jié)構(gòu)。由于其具有純度高、結(jié)晶度高、成本低、多孔且尺寸可調(diào)、結(jié)構(gòu)可控等優(yōu)異性能,在能量存儲、催化反應(yīng)、氣體吸附與分離等方面得到了廣泛關(guān)注和應(yīng)用。同時,金屬有機骨架材料因含有豐富的π-π共軛結(jié)構(gòu)而具有良好的熒光性能。目前,金屬有機骨架材料在傳感檢測金屬離子、爆炸物和小分子物質(zhì)等領(lǐng)域的報道較多。錢國棟課題組報道的二維mof納米片ntu-9-ns可以熒光檢測fe3+(g.qian.,et.al.j.mater.chem.a,2016,4,10900-10905);陳邦林課題組報道的經(jīng)eu3+/cu2+修飾的uio-66-(cooh)2可以選擇性的比色發(fā)光檢測h2s(b.chen.,et.al.acsappl.mater.inter.,2016,8,32259-32265);阮文娟課題組報道的兩種3dmof材料可以熒光淬滅檢測爆炸物分子,同時也能利用熒光增強檢測dna鏈(w.ruan.,et.al.j.mater.chem.a,2014,2,2213-2220)。之前,我們組也報道過關(guān)于mof材料熒光傳感檢測的文章,向中華等人報道的umcm-1-nh2可以高選擇性的識別fe3+(z.xiang.,et.al.j.mater.chem.a,2014,2,7662-7665)。mof材料作為熒光探針在檢測領(lǐng)域具有很大的應(yīng)用潛力。

盡管大量的熒光探針已經(jīng)被報道,但是受到某種限制用于實際檢測的卻很少,例如設(shè)備操作復(fù)雜、靈敏性不高、不便于攜帶等等。熒光試紙具有方便攜帶、易于檢測、靈敏度高、實時響應(yīng)等優(yōu)點,為實際應(yīng)用奠定了良好的基礎(chǔ)。



技術(shù)實現(xiàn)要素:

本發(fā)明所要解決的第一個技術(shù)問題是針對上述的研究現(xiàn)狀而提供一種具有熒光性能的mof材料來檢測so2及其衍生物的應(yīng)用。

本發(fā)明所要解決的第二個技術(shù)問題是找到一種熒光mof材料能夠靈敏性同時又能夠高選擇性檢測so2及其衍生物。

本發(fā)明所要解決的第三個技術(shù)問題是可以將mof材料制備成試紙實時檢測so2及其衍生物。

一種具有熒光性能的mof材料來檢測so2及其衍生物的應(yīng)用,mof材料的配體為2-氨基對苯二甲酸、5-氨基間苯二甲酸、4-氨基鄰苯二甲酸等任意一種,以zn2+金屬離子作為連接點通過自組裝制備出金屬有機骨架材料zn-mof;使用熒光分光光度計測量熒光光譜熒光增強。用于檢測溶液中的so32-或/和hso3-,或檢測氣體中的so2。

所檢測溶液中包括hso3,io3-、scn-、no3-、cl-、br-、so42-、f-、po43-、i-、co32-、so32-、中的一種或幾種。

分析zn-mof溶劑分散液在加入陰離子前后的熒光發(fā)射光譜及其強度。將制備合成的zn-mof溶于溶劑中,然后將相同濃度的不同種類的鈉鹽溶液加入到該材料分散液中,使用熒光分光光度計測量熒光光譜,記錄熒光光譜的熒光強度。通過熒光光譜數(shù)據(jù)以及紫外燈照射驗證了這種材料能夠傳感檢測so2及其衍生物。

制備金屬有機骨架材料的方法:

選用2-氨基對苯二甲酸、5-氨基間苯二甲酸、4-氨基鄰苯二甲酸等作為有機配體,任選其中一種配體溶于有機溶劑與由鋅鹽提供的zn2+金屬離子進行作為連接點通過自組裝制備出金屬有機骨架材料zn-mof。

一種包含金屬有機骨架材料zn-mof的熒光試紙或熒光傳感器,用來檢測so2及其衍生物。

包含金屬有機骨架材料zn-mof的熒光試紙的制備過程:將空白濾紙浸入到一定量的zn-mof分散液中,一段時間后,將濾紙取出,放置于干凈通風處,自然風干,得到熒光試紙。

zn-mof材料制備熒光試紙檢測so32-或/和hso3-離子的過程:用熒光試紙直接蘸取待檢測含有陰離子的溶液,在然后取出在紫外燈下觀察熒光試紙的變化,含有so32-或/和hso3-則熒光增強。

將幾種不同陰離子的金屬鹽(nahso3,naio3,nascn,nano3,nacl,nabr,na2so4,naf,na3po4,nai,na2co3,na2so3等)溶于溶劑中,配置相同濃度的陰離子溶液,備用。同時,配置zn-mof的分散液。將一定量的不同的陰離子溶液分別加入zn-mof材料分散液中,陰離子的濃度保持相同。

zn-mof材料制備熒光試紙檢測氣體so2的過程:將熒光試紙放入待測的氣體中,在紫外燈下,觀察熒光試紙的變化,含有so2則熒光增強。

金屬有機骨架材料zn-mof能夠高選擇性的熒光增強檢測so2及其衍生物(例如so32-和hso3-等)。為了能簡單高效和實時檢測so2及其衍生物,我們制備出了簡便易攜帶的熒光試紙,該熒光試紙能夠很好的通過熒光增強檢測出so2及其衍生物,用肉眼就可以識別出來,為材料的實際應(yīng)用奠定了良好基礎(chǔ)。

附圖說明

圖1為實施例1中材料在溶劑中的發(fā)射光譜和激發(fā)光譜圖。

圖2(a)和2(b)分別為實施例1中材料檢測不同陰離子的熒光光譜圖及其對應(yīng)的強度對比柱狀圖。

圖2(c)和2(d)分別為實施例1中材料對so32-的選擇性檢測熒光光譜圖和相應(yīng)的紫外燈下的效果圖。

圖2(e)為實施例1中熒光試紙對so32-檢測的效果圖。

圖3(a)和3(b)分別為實施例2中材料檢測不同陰離子的熒光光譜圖及其對應(yīng)的強度對比柱狀圖。

圖3(c)和3(d)分別為實施例2中材料對hso3-的選擇性檢測熒光光譜圖和相應(yīng)的紫外燈下的效果圖。

圖3(e)為實施例2中熒光試紙對hso3-檢測的效果圖。

圖4為實施例3中在紫外燈照射下,材料對so2氣體選擇性檢測的熒光效果圖。

具體實施方案

以下結(jié)合附圖實施例對本發(fā)明作進一步詳細描述。實驗藥品除特別說明外,均來源于商業(yè)渠道(alfaaesar,北京化工廠,麥克林公司),且沒有進一步提純;

實施例1:

第一步:將4mmol六水合硝酸鋅(zn(no3)2·6h2o)加入燒杯中,在加入15mldmf試劑,均勻攪拌直至完全溶解;將2mmol2-氨基對苯二甲酸同樣加入燒杯,然后加入15mldmf試劑,均勻攪拌直至完全溶解。再將上述兩個燒杯中的溶液置于同一燒杯,繼續(xù)攪拌一定時間,再向其中滴加3ml三乙胺,逐滴加入過程中會伴隨有白色沉淀物生成,繼續(xù)常溫攪拌反應(yīng)4~24小時。然后將反應(yīng)后的混合溶液用真空裝置進行過濾,分別使用n,n’-二甲基甲酰胺、乙醇等洗滌,用來去除未參與反應(yīng)的有機配體和金屬離子等物質(zhì)。最后,在真空干燥箱中120℃下干燥12小時,即可得到zn-mof。

第二步:配置一定濃度的zn-mof材料的乙醇分散液。將金屬有機骨架材料zn-mof分散于乙醇中,超聲直至分散均勻,備用。同時,將不同種類的鈉鹽(nahso3,naio3,nascn,nano3,nacl,nabr,na2so4,naf,na3po4,nai,na2co3,na2so3)溶于乙醇中,配置相同濃度的陰離子溶液,備用。將一定量的陰離子溶液分別加入到zn-mof-乙醇分散液中,配置成不同的zn-mof-陰離子-乙醇分散液,備用。

第三步:將第二步配好的zn-mof-乙醇分散液放入比色皿中,使用熒光分光光度計測試其熒光光譜,通過重復(fù)激發(fā)-發(fā)射操作,確定其最大激發(fā)波長和最大發(fā)射波長。然后,分別測定第三步配好的分散液得到熒光發(fā)射光譜,記錄其熒光強度的最大值。

zn-mof-乙醇的熒光激發(fā)光譜和發(fā)射光譜如圖1所示。在熒光光譜圖中,可以明顯的觀察到材料zn-mof在乙醇中的最大激發(fā)波長是399nm,最大發(fā)射波長位于450nm。不同的zn-mof-陰離子-乙醇的發(fā)射光譜圖和對應(yīng)的熒光強度柱狀圖如圖2(a)和2(b)所示。zn-mof中加入其它陰離子后熒光強度基本無變化或者變化很小,當加入so32-之后,熒光強度明顯增強。這說明,zn-mof材料能夠選擇性檢測so32-

第四步:將幾種不同的陰離子同時加入到zn-mof材料中,然后再加入so32-,測定熒光光譜圖。如圖2(c)所示為在zn-mof-乙醇中同時加入相同濃度的io3-,scn-,cl-,br-,so42-,f-,po43-,i-,co32-之后的熒光光譜和在此基礎(chǔ)上再加入so32-之后熒光光譜對比圖。圖2(d)是在紫外燈下的熒光效果圖片,可以明顯看出,即使在其他陰離子存在的情況下,zn-mof材料也能夠明顯的檢測出so32-

第五步:取一定量的zn-mof-乙醇分散液于燒杯中,將空白的中性濾紙在燒杯中浸泡一段時間后,將濾紙取出,放置于干凈通風處,自然風干,最終得到熒光試紙。最后,在試紙上滴加不同的陰離子溶液,在紫外燈下,觀察試紙的變化,如圖2(e)所示。滴加的陰離子溶液為相同濃度。

實施例2:

制備方法和實驗條件基本同實施例1,不同之處在于第三、四、五步,將加入so32-離子更換為hso3-,測定熒光光譜圖。

圖3(a)和3(b)所示為不同的zn-mof-陰離子-乙醇的發(fā)射光譜圖和對應(yīng)的熒光強度柱狀圖。zn-mof中加入其它陰離子后熒光強度基本無變化或者變化很小,當加入hso3-之后,熒光強度明顯增強。這說明,zn-mof材料能夠選擇性檢測hso3-。如圖3(c)所示為在zn-mof-乙醇中同時加入相同濃度的io3-,scn-,cl-,br-,so42-,f-,po43-,i-,co32-之后的熒光光譜和在此基礎(chǔ)上再加入hso3-之后熒光光譜對比圖。圖3(d)是在紫外燈下的熒光效果圖片,可以明顯看出,即使在其他陰離子存在的情況下,zn-mof材料也能夠明顯的檢測出hso3-。圖3(e)所示為在試紙上滴加不同的陰離子溶液,在紫外燈下,試紙的顏色變化圖片。

實施例3:

制備方法和實驗條件基本同實施例1,不同之處在于第五步,用濕潤的熒光試紙檢測so2氣體,檢測結(jié)果如圖4所示,可以發(fā)現(xiàn),該熒光試紙對so2氣體有良好的選擇性。

當前第1頁1 2 
網(wǎng)友詢問留言 已有0條留言
  • 還沒有人留言評論。精彩留言會獲得點贊!
1