一种氟离子荧光检测材料及制备方法技术

本发明专利技术公开了一种氟离子荧光检测材料及制备方法，其中，制备方法包括步骤：制备氨基改性介孔氧化硅，然后将NBD‑Cl修饰到所述氨基改性介孔氧化硅的表面，得到氟离子荧光检测材料。NBD‑Cl作为苯并呋咱（NBD）衍生物，具有共轭电子给体（D）和电子受体（A），是典型的分子内电荷转移机理的荧光探针，不仅可以与活性基团氨基发生衍生化反应，修饰到氨基改性介孔氧化硅的表面，还可以做为氢键型氟离子探针。本制备方法简单，且合成的氟离子荧光检测材料稳定性与分散性好，可重复利用，能在环境工程、分析检测等领域实现污染物的快速定性定量测试。

【技术实现步骤摘要】
一种氟离子荧光检测材料及制备方法
本专利技术涉及荧光检测材料领域，尤其涉及一种氟离子荧光检测材料及制备方法。
技术介绍
氟元素虽然对人体有一定的积极作用，但过量的氟，会干扰酶的活性，破坏钙、磷的代谢平衡，牙齿和骨骼将会产生不可逆转的全身性慢性损伤。近年来我国工业迅速发展、排氟企业日益增多，生产规模不断扩大，氟的环境污染问题日趋严重。开发灵敏的氟离子的检测材料具有重大的意义。目前，大多数荧光检测材料都是基于有机高分子材料设计合成的，制备较复杂，且很多有机试剂的毒性较大。因此，现有技术还有待于改进和发展。
技术实现思路
鉴于上述现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种氟离子荧光检测材料及制备方法，旨在解决现有的基于有机高分子材料的氟离子荧光检测材料，制备工艺复杂且毒性较大的问题。本专利技术的技术方案如下：一种氟离子荧光检测材料的制备方法，包括步骤：制备氨基改性介孔氧化硅，然后将NBD-Cl修饰到所述氨基改性介孔氧化硅的表面，得到氟离子荧光检测材料。所述的氟离子荧光检测材料的制备方法，其中，所述氨基改性介孔氧化硅的制备方法包括如下：步骤A、将表面活性剂分散于助溶剂中，然后加入氨水，混匀后加入正硅酸乙酯和3-氨丙基三乙氧基硅烷的混合物，搅拌反应3-5h，再进行分离处理，得到白色粉末状固体；步骤B、将所述白色粉末状固体分散到无水乙醇和盐酸的混合溶剂中，于60-90℃下搅拌反应20-30h，分离处理，得到氨基改性介孔氧化硅。所述的氟离子荧光检测材料的制备方法，其中，所述步骤A中，所述表面活性剂的浓度为4~6g/L。所述的氟离子荧光检测材料的制备方法，其中，所述步骤A中，正硅酸乙酯与3-氨丙基三乙氧基硅烷的混合物占整个反应体系的体积百分比为2-8%。所述的氟离子荧光检测材料的制备方法，其中，所述步骤A中，正硅酸乙酯与3-氨丙基三乙氧基硅烷的物质的量之比为1-5：1。所述的氟离子荧光检测材料的制备方法，其中，所述步骤A中，所述助溶剂为去离子水、乙醚与乙醇的混合溶剂。所述的氟离子荧光检测材料的制备方法，其中，所述的将NBD-Cl修饰到所述氨基改性介孔氧化硅的表面的步骤，具体包括如下：将所述氨基改性介孔氧化硅分散于有机溶剂中，在搅拌的条件下加入NBD-Cl，在60-90℃下回流反应10-20h，然后进行分离处理，得到氟离子荧光检测材料。所述的氟离子荧光检测材料的制备方法，其中，终止回流反应的条件为：反应溶液由初始的黄褐色转变至墨绿色。一种氟离子荧光检测材料，采用如上所述的制备方法制备得到。所述的氟离子荧光检测材料，其中，所述介孔氧化硅由球状纳米颗粒组成，所述球状纳米颗粒具有若干放射状孔道。有益效果：本专利技术提供了一种如上所述的氟离子荧光检测材料的制备方法，通过将NBD-Cl修饰到氨基改性介孔氧化硅的表面，制得一种氟离子荧光检测材料。原理为：NBD-Cl作为苯并呋咱（NBD）衍生物，具有共轭电子给体（D）和电子受体（A），是典型的分子内电荷转移机理的荧光探针，不仅可以与活性基团氨基发生衍生化反应，修饰到氨基改性介孔氧化硅的表面，还可以做为氢键型氟离子探针。本制备方法简单，并且由于介孔氧化硅粒子基体具有无毒、生物相容性好、比表面积大、化学性质稳定和表面修饰容易等优点，本专利技术的氟离子荧光检测材料稳定性与分散性好，且可重复利用，可在环境工程、分析检测等领域实现污染物的快速定性定量测试。附图说明图1是本专利技术的氨基改性介孔氧化硅负载NBD-Cl前的SEM图。图2是本专利技术的氨基改性介孔氧化硅负载NBD-Cl后的SEM图。图3是本专利技术的氨基改性介孔氧化硅负载NBD-Cl前后和TBAF(四丁基氟化铵)、NBD-Cl的UV-Vis图。图4是本专利技术的氨基改性介孔氧化硅负载NBD-Cl前后和NBD-Cl的红外光谱图。图5是本专利技术的氨基改性介孔氧化硅负载NBD-Cl前后的TG曲线图。图6是本专利技术的氨基改性介孔氧化硅的氟离子荧光检测材料随氟离子浓度变化的荧光光谱图。图7本专利技术的氨基改性介孔氧化硅的氟离子荧光检测材料在不同氟离子浓度下对应的最大荧光强度值(470nm)的变化趋势图。图8是本专利技术的氨基改性介孔氧化硅的氟离子荧光检测材料在不同含水量下检测氟离子对应的最大荧光强度柱状图。图9是本专利技术的氨基改性介孔氧化硅的氟离子荧光检测材料在乙醇溶液中对氟离子选择性响应的荧光光谱图。图10是本专利技术的氨基改性介孔氧化硅的氟离子荧光检测材料在乙醇溶液中对氟离子选择性响应的最大荧光强度柱状图。图11是本专利技术的氨基改性介孔氧化硅的氟离子荧光检测材料加入氟离子后在不同干扰阴离子存在下的荧光光谱图。图12是本专利技术的氨基改性介孔氧化硅的氟离子荧光检测材料加入氟离子后在不同干扰阴离子存在下的柱状图。具体实施方式本专利技术提供了一种氟离子荧光检测材料及制备方法，为使本专利技术的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下对本专利技术进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。本专利技术提供的一种氟离子荧光检测材料的制备方法，包括步骤：制备氨基改性介孔氧化硅，然后将NBD-Cl修饰到所述氨基改性介孔氧化硅的表面，得到氟离子荧光检测材料。本专利技术的制备机理为：NBD-Cl作为苯并呋咱（NBD）衍生物，具有共轭电子给体（D）和电子受体（A），是典型的分子内电荷转移机理的荧光探针，不仅可以与活性基团氨基发生衍生化反应，修饰到氨基改性介孔氧化硅的表面，还可以做为氢键型氟离子探针。本制备方法简单，并且由于介孔氧化硅粒子基体具有无毒、生物相容性好、比表面积大、化学性质稳定和表面修饰容易等优点，本专利技术的氟离子荧光检测材料稳定性与分散性好，且可重复利用，可在环境工程、分析检测等领域实现污染物的快速定性定量测试氨基改性介孔氧化硅的制备较为成熟，本专利技术提供了一种氨基改性介孔氧化硅的制备方法的较佳实施例，包括如下：步骤A、将表面活性剂（例如十六烷基三甲基溴化胺（CTAB））分散于助溶剂中，优选的，所述表面活性剂的浓度为4~6g/L，可获得孔径较为均一的纳米介孔结构；所述助溶剂可以选择去离子水、乙醚与乙醇的混合溶剂，对CTAB具有较好的溶解性。优选的，所述助溶剂包含如下体积百分比的组分：去离子水65~80%，乙醚12%~18%，乙醇3%~8%，此助溶剂下，表面活性剂的分散效果更佳。然后加入氨水，氨水浓度可以为0.5%~2%(v/v)，混匀后加入正硅酸乙酯（TEOS）和3-氨丙基三乙氧基硅烷（APTES）的混合物，混合物占整个反应体系的体积百分比优选为2-8%，进一步优选的，正硅酸乙酯与3-氨丙基三乙氧基硅烷的物质的量之比为1-5：1。上述条件下，可以获得表面具有介孔的球形纳米颗粒。搅拌反应3-5h，再进行分离处理，例如离心分离提纯，然后于60℃烘干，得到白色粉末状固体；步骤B、将所述白色粉末状固体分散到无水乙醇和盐酸（浓度为2-3mol/L）的混合溶剂中，于60-90℃下搅拌反应20-30h，分离处理，得到氨基改性介孔氧化硅。本专利技术还进一步提供了在所述氨基改性介孔氧化硅的表面修饰NBD-Cl的方法，具体包括如下步骤：将所述氨基改性介孔氧化硅分散于有机溶剂（例如无水乙醇）中，在搅拌的条件下加入NBD-Cl，在60-90℃下回流反应10-20h。优选的，反应终点的判定可以参考：反应溶本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种氟离子荧光检测材料的制备方法，其特征在于，包括步骤：制备氨基改性介孔氧化硅，然后将NBD‑Cl修饰到所述氨基改性介孔氧化硅的表面，得到氟离子荧光检测材料。

【技术特征摘要】
1.一种氟离子荧光检测材料的制备方法，其特征在于，包括步骤：制备氨基改性介孔氧化硅，然后将NBD-Cl修饰到所述氨基改性介孔氧化硅的表面，得到氟离子荧光检测材料。2.根据权利要求1所述的氟离子荧光检测材料的制备方法，其特征在于，所述氨基改性介孔氧化硅的制备方法包括如下：步骤A、将表面活性剂分散于助溶剂中，然后加入氨水，混匀后加入正硅酸乙酯和3-氨丙基三乙氧基硅烷的混合物，搅拌反应3-5h，再进行分离处理，得到白色粉末状固体；步骤B、将所述白色粉末状固体分散到无水乙醇和盐酸的混合溶剂中，于60-90℃下搅拌反应20-30h，分离处理，得到氨基改性介孔氧化硅。3.根据权利要求2所述的氟离子荧光检测材料的制备方法，其特征在于，所述步骤A中，所述表面活性剂的浓度为4~6g/L。4.根据权利要求2所述的氟离子荧光检测材料的制备方法，其特征在于，所述步骤A中，正硅酸乙酯与3-氨丙基三乙氧基硅烷的混合物占整个反应体系的体积百分比为2-8%。5.根据权利要求2所述的氟离子...

【专利技术属性】
技术研发人员：万学娟，彭哲，杨光辉，吴李思，汤皎宁，
申请(专利权)人：深圳大学，
类型：发明
国别省市：广东,44