一种磁性纳米滕氏蓝及其制备方法和应用技术

本发明专利技术属于滕氏蓝合成和纳米材料技术领域，特别涉及一种磁性纳米滕氏蓝及其制备方法和应用。所述滕氏蓝由下法制得：含铁咪唑类磁性离子液体与饱和六氰合铁酸钾水溶液在溶剂中、磁力搅拌下反应,之后分离纯化得到纳米磁性滕氏蓝。本发明专利技术新型磁性纳米滕氏蓝制备方法简便、可控性强，可规模化生产；有很好的应用前景。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于滕氏蓝合成和纳米材料
，特别涉及一种磁性纳米滕氏蓝及其制备方法和应用。
技术介绍
随着世界经济的发展，环境保护、食品安全等问题已成为关乎国计民生的重要一环，而合理、有效的监测技术能及时、准确、全面地反映环境质量及食品安全现状及变化趋势，是防控和治理的关键和限制性因素。传统的方法如GC、GC-FTIR、GC-MS, HPLC, LC-MS-MS, ICP-MS, GC-原子荧光、原子吸收、微波等离子体等(Lee C，Yoon J, Von GU, et al.0xidative degradation ofnitrosodimethyl amine by conventional ozonation and the advanced oxidationprocess ozone/hydrogenperoxide .Water Research, 2007, 41 (3): 581_590),均米用离线方式，分析速度慢、操作复杂、所需仪器昂贵，不适于现场快速监测和连续在线分析。因此，针对当前污染物呈现多样、复杂、微量的特点，建立和发展连续、在线、快速的现场监测体系，开发灵敏度高、特异性强、简便快捷的检测技术和手段显得尤为重要。电化学技术由于环境兼容性高、实时在线性强、可控制性、多功能性和经济性等优点和特性，在当前的环境、食品、生物监测及治理方面发挥着重要作用(Vecitis⑶，Gao G,and Liu H.Electrochemical carbon nanotube filter for adsorption, desorption,and oxidation of aqueous dyes and anions.J.Phys.Chem.C, 2011, 115 (9)，3621 - 3629)。但电化学方法不足之处在于所用的电极选择性不高，易发生副反应，降低电流效率；电极易形成吸附层和氧化膜而污损，寿命降低；监测灵敏度有限；难于对污染物实时、在线和原位分析等。传感器和信号探测技术的发展，弥补了传统电化学监测的不足，且随着材料科学的进步日益受到关注，并成为未来环境、食品、生物检测的新宠(Danielle WK, GabrielL, et al.Electrochemical sensors and biosensors, Anal.Chem., 2012, 84 (2)，685 - 707)。目前国内外已有报道运用传感技术探索性进行砷化物和硫化物、农药残留物、废水水质、生化需氧量及氨氮、酚类污染物、有气味的化合物等目标物的监测(FerdinandoF， Luigia M, Giovanni PCM, et al.Thermostable esterase from alieyelobaciIIusacidocaldarius as biosensor for the detection of organophosphate pesticides.Anal.Chem., 2011，83 (5): 1530 - 1536)，但均处于十分薄弱的起步阶段，尤其面临响应稳定性差、使用寿命短、高成本等问题。研究表明，研发具有识别功能的换能器，是新型分析仪器和分析方法的核心和关键。换言之，制约传感器广泛应用的核心关键因素之一是设计、开发高效、高选择性的新型传感材料，如导电聚合物、溶胶-凝胶、纳米材料、表面活性剂膜及双层类脂膜等，且此材料已成为待于突破的关键。磁性离子液体不仅具有较好的热稳定性、易分离、良好的溶解性等基本优点，而且对外加磁场具有磁性响应。这个特点使磁性离子液体的应用具备更大的优势和潜力。自2004 年由 Hayashi 等人(S.Hayashi, H.Hamaguchi, Chem.Lett., 2004, 1590, 1591)报道[bmim]FeC14及其相关性质以来，有关这类磁性离子液体的合成和应用得到了科研工作者的广泛关注。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种新型的磁性纳米滕氏蓝及其制备方法和应用。本专利技术采用的技术方案如下: 一种磁性纳米滕氏蓝，由下法制得:含铁咪唑类磁性离子液体与饱和六氰合铁酸钾水溶液在溶剂中、磁力搅拌下反应，之后分离纯化得到纳米磁性滕氏蓝。所述的含铁咪唑类磁性离子液体优选为1- 丁基-3-甲基咪唑四氯化铁盐或1-辛基-3-甲基咪唑四氯化铁盐。所述的溶剂优选为乙醇、丙酮或二次蒸馏水。反应时间以2_4h为宜。所述的分离纯化为反应后静置24_48h，分离出清液，将下层混合物进行离心，离心后的上层液体经超声洗涤后，常温干燥12-24h，之后100-150°C真空干燥4_6h后得到纳米磁性滕氏蓝。超声洗涤采用丙酮、乙醇、二次水进行。洗涤时应反复洗涤至上清液无色。优选于120-150°C真空干燥3_5h。`本专利技术所述的磁性纳米滕氏蓝具有不溶于丙酮、难溶于水和乙醇的溶解性能；遇到NaOH变为黄褐色沉淀；与30%的过氧化氢不反应；在外加电压条件下在30%的过氧化氢中转化为黄褐色物质，并伴随气泡产生。分散到水中，对磁铁具有磁性响应。制备方法易分离提纯，稳定，不需外加稳定剂和分散剂即可避免反应过程中纳米滕氏蓝的团聚；制备周期短、常压条件、设备简单。所述磁性纳米滕氏蓝作为传感材料有很好的应用，具有优异的电化学活性。如可作为亚硝酸盐监测的传感材料，在环境、食品及生物医学领域有着良好的应用前景。利用磁性纳米滕氏蓝测定亚硝酸根的浓度，具体方法如下:直径2-4_的玻碳电极经抛光、超声清洗后，将5-15 μ L的1.0-3.0mg/10mL纳米滕氏蓝/无水乙醇分散液滴涂于玻碳电极表面上，红外灯下烘干得滕氏蓝修饰电极；采用传统的三电极体系，以不具有电活性的无机盐为支持电解质，施加+1.6 -1.6V的电压，在50-150mV/s扫描速度下记录亚硝酸根的氧化电流，并据此定量其浓度。本专利技术相对于现有技术，有以下优点: 本专利技术新型磁性纳米滕氏蓝制备方法简便、可控性强，可规模化生产；有很好的应用前旦 ο附图说明图1是本专利技术所述磁性纳米滕氏蓝的AFM (A)滕氏蓝均匀滴涂到干净的玻璃板表面晾干后的AFM图，图中的亮斑表明滕氏蓝的粒径分布在80 120nm之间； (B)滕氏蓝AFM三维图，表明该物质呈规则尖峰状组合；图2是铁氰化钾(a)、滕氏蓝(b)、l-丁基-3-甲基咪唑四氯化铁盐(C)的红外吸收光谱 图3是本专利技术所述滕氏蓝中元素Nls和Fe2p1/2的高分辨X-射线电子能谱(XPS)图； 图4是本专利技术实施例1所述滕氏蓝修饰电极在0.1MKCl中的循环伏安图(CV)； 图5是本专利技术所述滕氏蓝对外加磁场的响应 (A)滕氏蓝的水相分散液，放置磁铁O小时； (B)滕氏蓝的水相分散液，放置磁铁4小时； (C)滕氏蓝的水相分散液,放置磁铁4小时,移开磁铁； 图6是本专利技术所述滕氏蓝循环伏安图(CV)； (a)滕氏蓝修饰电极在0.1MKCl中的循环伏安 (b)滕氏蓝修饰电极在30%的H2O2溶液中循环伏安法扫描20圈后，该修饰电极在0.1MKCl中的循环伏安 图7为本专利技术所述滕氏蓝修饰电极对亚硝酸钠检测的循环伏安图(CV): (a)空白玻碳电极对0.1MKCl +10本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种磁性纳米滕氏蓝，其特征在于，由下法制得：含铁咪唑类磁性离子液体与饱和六氰合铁酸钾水溶液在溶剂中、磁力搅拌下反应,之后分离纯化得到纳米磁性滕氏蓝。

【技术特征摘要】
1.一种磁性纳米滕氏蓝，其特征在于，由下法制得:含铁咪唑类磁性离子液体与饱和六氰合铁酸钾水溶液在溶剂中、磁力搅拌下反应，之后分离纯化得到纳米磁性滕氏蓝。2.磁性纳米滕氏蓝的制备方法，其特征在于，含铁咪唑类磁性离子液体与饱和六氰合铁酸钾水溶液在溶剂中、磁力搅拌下反应，之后分离纯化得到纳米磁性滕氏蓝。3.如权利要求2所述的磁性纳米滕氏蓝的制备方法，其特征在于，所述的含铁咪唑类磁性离子液体为1- 丁基-3-甲基咪唑四氯化铁盐或1-辛基-3-甲基咪唑四氯化铁盐。4.如权利要求2所述的磁性纳米滕氏蓝的制备方法，其特征在于，所述的溶剂为乙醇、丙酮或二次蒸馏水。5.如权利要求2所述的磁性纳米滕氏蓝的制备方法，其特征在于，反应时间为2-4h。6.如权利要求2所述的磁性纳米滕氏蓝的制备方法，其特征在于，所述的分离纯化为反应后静置24-48h，分离...

【专利技术属性】
技术研发人员：屈建莹，康世平，屈建航，娄同芳，杜学萍，朱专赢，
申请(专利权)人：河南大学，
类型：发明
国别省市：