【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于铁离子检测，特别涉及一种利用反蛋白石聚合物光子晶体可视化检测铁离子的方法。
技术介绍
1、近年来，城镇化、工业化及农业活动使得越来越多的金属资源被开发、加工和使用。铁离子是一种常见的金属离子，其主要存在于工业废水当中，无节制的排放会对水资源和土壤造成污染，从而对环境和生物体造成严重危害。铁离子含量过高，会造成水体富营养化，促进藻类和细菌的生长。同时，人类如果长期接触高浓度铁离子，其会刺激皮肤和眼睛，导致皮肤过敏和眼睑炎等症状，此外，铁离子还会对呼吸、神经、消化等系统产生不良影响，严重时甚至会引起癌症等严重疾病。铁离子是生命系统中不可或缺的金属离子之一，其在氧的运输和储存、电子传递、酶催化等诸多生理过程中发挥着重要作用。然而过量的铁离子会导致肝损伤、肾衰竭甚至死亡。
2、因此，快速、灵敏、可靠地检测铁离子对各种健康风险的预防具有重要意义。近年来，针对铁离子的分析技术和检测方法层出不穷，例如电化学法、液相色谱法、原子光谱法、分光光度法、荧光传感器法等，这些方法存在耗时长、成本高、需要复杂的仪器或合成过程、操作繁琐等问题。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种利用反蛋白石聚合物光子晶体可视化检测铁离子的方法，解决了现有检测铁离子方法中所存在的检测周期长、操作复杂繁琐、成本高等问题。
2、本专利技术是通过以下技术方案来实现：
3、本专利技术公开了一种利用反蛋白石聚合物光子晶体可视化检测铁离子的方法，包括以下过程：
4、
5、将混合体系振荡均匀，通过判断反蛋白石聚合物光子晶体结构色的变化及其反射峰的移动，实现对待测溶液的检测；
6、所述反蛋白石聚合物光子晶体在制备时所采用的功能单体为含羧基的化合物。
7、进一步，反蛋白石聚合物光子晶体的制备方法，包括以下步骤：
8、步骤一、将sio2颗粒悬浮液进行超声混合，得到sio2分散液；
9、步骤二、将sio2分散液通过自组装的方法形成光子晶体薄膜；
10、步骤三、将功能单体、交联剂和引发剂混合于溶剂中，形成共聚物体系，将其进行超声处理使之混合均匀后得到前驱体溶液；
11、步骤四、将前驱体溶液分多次滴加在光子晶体薄膜上，使其均匀的填充在缝隙中，在紫外灯下聚合，待聚合完成后，经过刻蚀得到反蛋白石聚合物光子晶体。
12、进一步，步骤一中，sio2颗粒为粒径为150-450nm范围内的实心或空心二氧化硅颗粒；
13、超声混合所使用的溶剂为乙醇、水或二者混合物。
14、进一步，步骤二中，自组装的方法为垂直沉积、喷涂或旋涂。
15、进一步，步骤三中，含羧基的化合物为丙烯酸、甲基丙烯酸或衣康酸。
16、进一步，步骤三中，交联剂为二甲基丙烯酸乙二醇酯；
17、引发剂为光引发剂或热引发剂；
18、溶剂为无水乙醇、乙二醇或去离子水。
19、进一步，步骤三中，前驱体溶液中，功能单体与交联剂的摩尔比为5：(0.01-2)。
20、进一步，步骤四中，反蛋白石聚合物光子晶体的制备过程具体为：
21、将光子晶体薄膜置于具有倾斜角度的培养皿中，向光子晶体薄膜表面少量多次的滴加前驱体溶液，使前驱体溶液渗透进光子晶体薄膜的间隙中；
22、再用乙醇浸泡过的有机玻璃片覆盖在表面含有前驱体溶液的光子晶体薄膜上，使有机玻璃片、前驱体溶液及光子晶体薄膜呈现出“三明治”结构，再将其放置于紫外灯下照射以实现光聚合固化；
23、光聚合固化后向含有“三明治”结构的培养皿中加入适量氢氟酸溶液，将光子晶体薄膜中的二氧化硅刻蚀掉，待分开后，用去离子水反复冲洗，使其达到溶胀平衡并呈现中性后，得到反蛋白石聚合物光子晶体。
24、进一步，待测溶液为浓度为1-1000μm的铁离子溶液、10-1000μm的亚铁离子溶液。
25、进一步，己二胺占混合体系的浓度为9-11mm。
26、与现有技术相比，本专利技术具有以下有益的技术效果：
27、本专利技术公开了一种利用反蛋白石聚合物光子晶体可视化检测铁离子的方法，当混合体系中没有铁离子时，因己二胺中的氨基基团可以接受水中的氢离子形成质子化的氨基，同时释放出氢氧根离子，使得溶液呈现碱性，使得反蛋白石聚合物光子晶体发生溶胀，晶格常数发生变化，反蛋白石聚合物光子晶体的反射峰发生红移；当向体系中加入铁离子后，己二胺水溶液与铁离子发生配位反应形成配位化合物，抑制了己二胺水解的过程，相较于仅加入己二胺水溶液，其溶胀及晶格常数的变化减小，反射峰红移量减少，从而实现对铁离子的可视化检测。同时根据所生成的配合物颜色可以对铁离子和亚铁离子进行辨别。相较于传统的检测方法，本专利技术操作简单、响应速度快、灵敏度高，制备成本低，同时不需要专人操作或依赖大型仪器即可实现现场实时可视化检测，对浓度为1-1000μm的铁离子和10-1000μm的亚铁离子具有响应。
28、进一步，本专利技术的反蛋白石聚合物光子晶体的制备过程具体为：先配制含有功能单体、交联剂和引发剂的前驱体溶液，然后将所得的前驱体溶液渗入到光子晶体薄膜中，将其盖上有机玻璃片在紫外灯下照射以进行聚合反应，聚合完成后经过氢氟酸刻蚀，得到具有响应性的聚合物光子晶体转移至有机玻璃片上，得到反蛋白石聚合物光子晶体。由于功能单体为含羧基的化合物，反蛋白石聚合光子晶体表面含有大量羧基，己二胺发生水解时溶液呈碱性，羧基在碱性溶液中解离，促使反蛋白石聚合物光子晶体吸水溶胀。
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1.一种利用反蛋白石聚合物光子晶体可视化检测铁离子的方法，其特征在于，包括以下过程：
2.根据权利要求1所述的一种利用反蛋白石聚合物光子晶体可视化检测铁离子的方法，其特征在于，反蛋白石聚合物光子晶体的制备方法，包括以下步骤：
3.根据权利要求2所述的一种利用反蛋白石聚合物光子晶体可视化检测铁离子的方法，其特征在于，步骤一中，SiO2颗粒为粒径为150-450nm范围内的实心或空心二氧化硅颗粒；
4.根据权利要求2所述的一种利用反蛋白石聚合物光子晶体可视化检测铁离子的方法，其特征在于，步骤二中，自组装的方法为垂直沉积、喷涂或旋涂。
5.根据权利要求2所述的一种利用反蛋白石聚合物光子晶体可视化检测铁离子的方法，其特征在于，步骤三中，含羧基的化合物为丙烯酸、甲基丙烯酸或衣康酸。
6.根据权利要求2所述的一种利用反蛋白石聚合物光子晶体可视化检测铁离子的方法，其特征在于，步骤三中，交联剂为二甲基丙烯酸乙二醇酯；
7.根据权利要求2所述的一种利用反蛋白石聚合物光子晶体可视化检测铁离子的方法，其特征在于，步骤三中，前驱体溶
8.根据权利要求2所述的一种利用反蛋白石聚合物光子晶体可视化检测铁离子的方法，其特征在于，步骤四中，反蛋白石聚合物光子晶体的制备过程具体为：
9.根据权利要求1所述的一种利用反蛋白石聚合物光子晶体可视化检测铁离子的方法，其特征在于，待测溶液为浓度为1-1000μM的铁离子溶液、10-1000μM的亚铁离子溶液。
10.根据权利要求1所述的一种利用反蛋白石聚合物光子晶体可视化检测铁离子的方法，其特征在于，己二胺占混合体系的浓度为9-11mM。
...【技术特征摘要】
1.一种利用反蛋白石聚合物光子晶体可视化检测铁离子的方法，其特征在于，包括以下过程：
2.根据权利要求1所述的一种利用反蛋白石聚合物光子晶体可视化检测铁离子的方法，其特征在于，反蛋白石聚合物光子晶体的制备方法，包括以下步骤：
3.根据权利要求2所述的一种利用反蛋白石聚合物光子晶体可视化检测铁离子的方法，其特征在于，步骤一中，sio2颗粒为粒径为150-450nm范围内的实心或空心二氧化硅颗粒；
4.根据权利要求2所述的一种利用反蛋白石聚合物光子晶体可视化检测铁离子的方法，其特征在于，步骤二中，自组装的方法为垂直沉积、喷涂或旋涂。
5.根据权利要求2所述的一种利用反蛋白石聚合物光子晶体可视化检测铁离子的方法，其特征在于，步骤三中，含羧基的化合物为丙烯酸、甲基丙烯酸或衣康酸。
6.根据权利要求2所述的...
【专利技术属性】
技术研发人员：李露，梁赛博，魏娟，李翌龙，吕欣，
申请(专利权)人：陕西科技大学，
类型：发明
国别省市：
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