一种SPAN/MOFs@Luminol发光材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术属于纳米材料制备、化学发光分析技术领域，公开了一种磺酸化聚苯胺功能化的金属有机框架@Luminol(SPAN/MOFs@Luminol)发光材料的制备方法及其应用，SPAN/MOFs@Luminol发光材料的制备方法包括：控制合成条件制备出磺酸化聚苯胺(SPAN)，借助水热法将SPAN修饰在金属有机框架(MOFs)材料表面上，将反应产物离心，洗涤、收集沉淀，置于烘箱中干燥得到磺酸化聚苯胺功能化的金属有机框架材料；加入Luminol，磁力搅拌反应一段时间，离心洗涤沉淀制得SPAN/MOFs@Luminol化学发光材料。本发明专利技术制备得到的SPAN/MOFs@Luminol发光材料具有高的化学发光量子产率，在过氧化氢存在时可产生显著的化学发光信号而无需额外添加化学发光底物，反应易操作、发光信号稳定且易于记录。发光信号稳定且易于记录。发光信号稳定且易于记录。

【技术实现步骤摘要】
一种SPAN/MOFs@Luminol发光材料及其制备方法和应用


[0001]本专利技术专利属于发光材料
，具体涉及一种SPAN/MOFs@Luminol发光材料及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]化学发光是特定的化学反应产生光发射的一种发光现象。具体而言是指通过氧化还原反应，使体系中的某种分子从基态跃迁到激发态，随后以光辐射的形式弛豫回到基态，产生近紫外到近红外波长的光，即化学发光。化学发光分析具有仪器简单、分析速度快、背景信号低等优点，在临床诊断、环境评价和食品安全等方面有着广泛的应用。鲁米诺作为一种典型的化学发光试剂，具有结构简单、合成简单、量子效率相对较高等优点。但是，鲁米诺在水中的溶解性较差，并不能在生理条件下直接使用。因此，鲁米诺通常需要溶解在碱性溶液中，必须在碱性条件下测量其化学发光信号。通过将鲁米诺表面基团功能化，使其在中性条件下能够有更高的溶解度，获得更强的发光的信号。在实际应用中，常常需要使用催化剂来进一步增强鲁米诺的发光信号，以提高分析测定的灵敏度。近年来随着纳米技术的兴起，各种纳米材料包括金属及金属氧化物纳米粒子、金属有机骨架(MOFs)、氧化石墨烯和碳点等也被发现对于鲁米诺发光具有良好的催化效果，这些催化剂与鲁米诺之间的催化反应多是在固液两相之间进行，是一种异相催化过程。MOFs既可以作为载体有具有催化作用由于其较大的比表面积、广泛的孔隙率、可调结构以及高密度活性催化中心。然而MOFs材料通常在水相中的分散特性不好，在水相中进行发光测定时难以使固定有鲁米诺的MOFs发光复合体在溶剂中均匀的分散，因而影响发光信号的稳定性。虽然将MOFs材料的尺寸减小到纳米级可以一定程度上提高其分散性能，但纳米级MOFs的制备较为复杂，难以控制，不易实现。且大多数MOFs材料在水相中的稳定性也不是很好，长期使用时容易发生晶格结构的塌陷而导致其性能丧失。因此，采用较为简便的表面功能化的方法提高MOF材料在水相中的分散性能同时提高材料的稳定性是十分必要的，以及探索新型的高效的化学发光材料，对于提高化学发光分析测定的性能具有重要意义。
[0003]通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：1)由于化学发光剂存在量子效率有限，发光强度弱等问题，导致在实际样品的化学发光分析过程中，难以灵敏响应低浓度待分析物；2)在化学发光反应体系中添加金属有机框架材料作为催化剂，但现有的金属有机框架材料制备难、成本高、且在水溶液中的稳定性较差；3)鲁米诺发光试剂在中性条件下由于溶解度有限，通常需要将其溶解在碱性溶液中，并将发光介质调在碱性才能获得较高的发光效率，限制了鲁米诺体系在生物等领域的应用；因此，研发一种新的发光材料是现阶段研发人员主要攻克的问题之一。

技术实现思路

[0004]针对现有技术的不足，本专利技术的目的是提供一种SPAN/MOFs@Luminol发光材料的制备方法。
[0005]本专利技术的目的还在于提供一种采用上述制备方法获得的SPAN/MOFs@Luminol发光材料。
[0006]本专利技术的目的还在于提供一种SPAN/MOFs@Luminol发光材料在化学发光检测方面，在生物传感器以及生物成像中的应用。
[0007]为了解决上述技术问题，本专利技术的技术方案是这样实施的：一种SPAN/MOFs@Luminol发光材料的制备方法，该方法包括如下步骤：
[0008]S1、将苯胺单体、表面活性剂和3
‑
氨基苯磺酸超声分散于第一溶剂中，获得均匀的混合A溶液；
[0009]S2、将氧化剂溶于水中，形成混合B溶液；
[0010]S3、将所述S2获得的混合B溶液缓慢滴入所述S1获得的混合A溶液中，继续反应一定时间，获得磺酸化聚苯胺混合C溶液；
[0011]S4、将所述S3获得的磺酸化聚苯胺混合C溶液在低温环境下静置、离心、洗涤、收集沉淀，并置于烘箱中干燥和称量，获得SPAN材料；
[0012]S5、将所述S4获得的SPAN材料与金属离子、有机配体加入第二溶剂中，搅拌均匀并转入反应釜中进行反应，反应完全后，反应液经过离心、洗涤和干燥，获得SPAN/MOFs复合材料；
[0013]S6、将所述S5获得的SPAN/MOFs复合材料超声分散于溶剂中，并加入Luminol，磁力搅拌使两者充分反应后，获得SPAN/MOFs@Luminol复合材料。
[0014]优选地，所述S1中，所述苯胺单体、表面活性剂、3
‑
氨基苯磺酸三者的质量比为1：(0.5～1.5)：(1～4)；所述表面活性剂是十六烷基三甲基溴化铵
、
聚乙烯吡咯烷酮、十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠中的一种或多种；所述第一溶剂是稀硫酸溶液、稀硝酸溶液、稀盐酸溶液、柠檬酸溶液、草酸溶液、醋酸溶液中的一种或多种。
[0015]优选地，所述S2中，所述氧化剂的浓度为0.01～0.15M，体积用量为5～30mL；所述氧化剂是重铬酸盐、过硫酸盐、高锰酸盐、过氧化物等无机氧化剂中的一种或多种。
[0016]优选地，所述S3中，所述反应时间为10～30min。
[0017]优选地，所述S4中，所述静置温度为2～8℃，静置时间为10～30h；所述洗涤至滤液pH为5.5～6.0；所述干燥温度为50～85℃。
[0018]优选地，所述S5中，所述金属离子和有机配体的摩尔比为(0.5～2)：1，有机配体和SPAN的质量比为(1～16)：1；所述第二溶剂为无水乙醇和水的混合溶液，且所述无水乙醇和水的体积比为1:(0.8～1.2)；所述有机配体为均苯三酸、2
‑
氨基对苯二甲酸、对苯二甲酸，1，10
‑
菲咯啉
‑
2，9
‑
二羧酸中的一种或多种，优选为均苯三酸；所述金属离子为Cu、Co、Ni、Fe金属离子的硝酸盐、盐酸盐、硫酸盐、醋酸盐中的一种或者多种。
[0019]优选地，所述S5中，在所述反应釜内进行水热反应，所述水热反应温度为100～150℃，所述水热反应时间为4～10h；所述洗涤用的溶剂为蒸馏水和无水乙醇；所述干燥温度为50～85℃。
[0020]优选地，所述S6中，所述Luminol的浓度为1～10mM，所述Luminol的体积用量为0.8～1.5mL；所述SPAN/MOFs的浓度为1～4mg/mL，所述SPAN/MOFs的体积用量为7～11mL；反应时间为4～12h。
[0021]本专利技术的第二技术方案是这样实现的：一种采用如上述的制备方法制得的SPAN/
MOFs@Luminol化学发光材料。
[0022]本专利技术的第三技术方案是这样实现的：一种上述SPAN/MOFs@Luminol发光材料在化学发光检测方面、在生物传感分析方面以及在化学发光成像中的应用。
[0023]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
[0024]本专利技术制备得到的SPAN/MOFs@Luminol发光材料在过氧化氢存在时可自催化产生化学发光信号，具本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种SPAN/MOFs@Luminol发光材料的制备方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：S1、将苯胺单体、表面活性剂和3
‑
氨基苯磺酸超声分散于第一溶剂中，获得均匀的混合A溶液；S2、将氧化剂溶于水中，形成混合B溶液；S3、将所述S2获得的混合B溶液缓慢滴入所述S1获得的混合A溶液中，继续反应一定时间，获得磺酸化聚苯胺混合C溶液；S4、将所述S3获得的磺酸化聚苯胺混合C溶液在低温环境下静置、离心、洗涤、收集沉淀，并置于烘箱中干燥和称量，获得SPAN材料；S5、将所述S4获得的SPAN材料与金属离子、有机配体加入第二溶剂中，搅拌均匀并转入反应釜中进行反应，反应完全后，反应液经过离心、洗涤和干燥，获得SPAN/MOFs复合材料；S6、将所述S5获得的SPAN/MOFs复合材料超声分散于溶剂中，并加入Luminol，磁力搅拌使两者充分反应后，获得SPAN/MOFs@Luminol复合材料。2.根据权利要求1所述的一种SPAN/MOFs@Luminol发光材料的制备方法，其特征在于，所述S1中，所述苯胺单体、表面活性剂、3
‑
氨基苯磺酸三者的质量比为1：(0.5～1.5)：(1～4)；所述表面活性剂是十六烷基三甲基溴化铵
、
聚乙烯吡咯烷酮、十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠中的一种或多种；所述第一溶剂是稀硫酸溶液、稀硝酸溶液、稀盐酸溶液、柠檬酸溶液、草酸溶液、醋酸溶液中的一种或多种。3.根据权利要求1所述的一种SPAN/MOFs@Luminol发光材料的制备方法，其特征在于，所述S2中，所述氧化剂的浓度为0.01～0.15M，体积用量为5～30mL；所述氧化剂是重铬酸盐、过硫酸盐、高锰酸盐、过氧化物等无机氧化剂中的一种或多种。4.根据权利要求1所述的一种SPAN/MOFs@Luminol发光材料的制备方法，其特征在于，所述S3中，所述反应时间为10～30min。5...

【专利技术属性】
技术研发人员：聂菲，袁思杰，于茹，尹梓行，屠莹，徐佳霖，
申请(专利权)人：西北大学，
类型：发明
国别省市：