CN104232075A - 一种热致变色荧光温度计材料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种新型热致变色荧光温度计材料及其制备方法，属于纳米材料领域。采用比较温和的自组装方法，获得了具有双发射、热致变色性质且温敏可控的银纳米簇化合物，所述银纳米簇化合物的化学式为：Ag₁₂(SCH₂C₁₀H₇)₆(CF₃CO₂)₆(CH₃CN)₆，属于三方晶系，空间群为R-3,a=23.9571(6)Å,b=23.9571(6)Å,c=16.5415(8)Å,α=90°,b=90°,γ=120°,V=8221.9(5)ų。其发光颜色随着温度的降低从红色变为黄色，且在193-298K范围内高能峰与低能峰的荧光强度比值与温度呈线性关系。这种纳米材料灵敏度高，在纳米荧光温度计方面具有良好的应用前景。

Description

一种热致变色荧光温度计材料及其制备方法

技术领域

本发明属于纳米材料领域，具体涉及一种新型热致变色荧光温度计材料及其制备方法。

背景技术

双发射材料一般由多个发色球或荧光球构筑，这些发色球包括有机染料分子、量子点簇等，不同发色球之间常伴有电子或能量转移。但是，双发射材料的报道是稀少的，主要是因为克服不同发色球之间的热活性能垒是非常困难的。除此之外，Kasha规则只允许最低激发态显示发射从而限制双发射材料的存在。

由于可视的信号读出和非接触的测量，对温度变化有热致变色响应的材料已经成为科学家的研究热点。显著地，双发射材料能够提供精确的信号和可裸眼识别的颜色变化，从而改变依靠荧光强度变化温度计的局限性。

温度在各类科学中是最基础的参数，温度计被广泛的应用在日常生活中以及植物的栽培和食物的储藏等。对温度的传感在环境科学、生命和医学科学以及工农业生产等领域都有很重要的意义。因此，开发新型热致变色荧光温度计材料作为温度计使用具有很好的应用价值。

发明内容

本发明的目的在于提供基于2-萘甲硫醇修饰的具有热致变色性质的温度计材料及其制备方法。

为实现本发明的目的，本发明公开了一种具有热致变色性质的银纳米簇化合物，所述银纳米簇化合物的化学式是：C₉₀H₇₂N₆O₁₂S₆F₁₈Ag₁₂，属于三方晶系，空间群为R-3, α＝90°，β＝90°，γ＝120°，其晶体结构如图1。

该热致变色荧光温度计材料的制备方法通过如下步骤实现：

将2-萘甲硫醇溶于乙腈-丙酮的混合溶液中，搅拌至全部溶解；然后向上述溶液中加入三氟乙酸银，继续搅拌至溶液澄清；反应结束后，将溶液在室温下避光挥发，得晶体，过滤得热致变色荧光温度计材料。

本发明热致变色荧光温度计材料可用于温度的传感。具体描述如下：

本发明所设计的热致变色荧光温度计材料可实现对温度的传感：其具有双发射、热致变色特性，在固态发射光谱中，通过简单的荧光强度比值(高能峰/低能峰)可以有效地传感温度，在193-298K范围内具有很好的稳定性；并且其荧光颜色随温度的降低从红色变为亮黄色，灵敏度高，可通过颜色的变化来探测温度，是一类很好的温度传感器。制备方法简单，操作简便，在纳米荧光温度计方面具有良好的应用前景。

附图说明

图1为本发明所述热致变色荧光温度计材料的晶体结构。

图2为本发明所述热致变色荧光温度计材料在193-298K的固态发射光谱(激发波长为370nm)。

图3为本发明所述热致变色荧光温度计材料的透射电镜成像。

具体实施方式

下面通过实例对本发明做进一步的说明：

实施例1：合成热致变色荧光温度计材料

将17.4mg 2-萘甲硫醇(0.1mmol)溶于3mL乙腈和3mL丙酮的混合溶液中，搅拌至全部溶解。再向上述溶液中加入三氟乙酸银44.2mg(0.2mmol),继续搅拌至溶液澄清。反应结束后，将溶液在室温下避光挥发，得晶体，过滤得热致变色荧光温度计材料。

实施例2：热致变色荧光温度计材料的热致变色现象

取实施例1制得的热致变色荧光温度计材料样品，在紫外灯的照射下，在室温下其发射红光。当把样品浸泡在液氮中，在同样的紫外灯照射下，其发射黄光。当样品温度逐渐升至室温，其红色又恢复。其裸眼识别的颜色变化，可应用于温度的传感。

实施例3：热致变色荧光温度计材料荧光的测定

取实施例1制得的热致变色荧光温度计材料样品在193-298K范围内测试其固态发射光谱，在其发射光谱中存在两个发射峰：高能峰和低能峰。高能峰随着温度升高其发射强度降低，低能峰发射强度随温度升高而升高，且高能峰与低能峰强度的比值与温度呈线性关系。其很好的稳定性，可应用于温度的探测。

取实施例1制得的热致变色荧光温度计材料做进一步表征，其过程如下：

(1)晶体结构测定

配合物的X射线单晶衍射数据用大小合适的单晶样品在Bruker SMART APEX CCD衍射仪上测定。数据均用经石墨单色化的MoKα射线为衍射源通过ω扫描方式在室温下收集，并经过Lp因子校正和半经验吸收校正。结构解析是先通过SHELXS-97程序用直接法得到初结构，然后使用SHELXL-97程序用全矩阵最小二乘法精修。所有非氢原子均采用各向异性热参数法精修。配位水和配体的氢原子坐标由理论加氢得到，溶剂上的氢原子则通过差值Fourier法得到，所有的氢原子都采用各向同性热参数法精修。详细的晶体测定数据见表1；重要的键长和键角数据见表2。晶体结构见图1。

表1热致变色荧光温度计材料的主要晶体学数据

表2重要的键长和键角(°)

Bond Angles(°)

对称代码:#1x-y+1,x,-z；#2y,-x+y+1,-z.

表征数据为：IR(KBr plate,cm^-1):3060,3009,2947,2268,1649,1511,1415,1206,1128,823。

Claims (3)

1.一种热致变色荧光温度计材料，其特征在于：所述热致变色荧光温度计材料的化学式为：Ag₁₂(SCH₂C₁₀H₇)₆(CF₃CO₂)₆(CH₃CN)₆，属于三方晶系；空间群为R-3,α＝90°,β＝90°,γ＝120°,其晶体结构如下：

2.制备如权利要求1所述的热致变色荧光温度计材料的方法，其特征在于，通过以下步骤实现：

将2-萘甲硫醇溶于乙腈-丙酮的混合溶液中，搅拌至全部溶解；然后向上述溶液中加入三氟乙酸银，继续搅拌至溶液澄清；反应结束后，将溶液在室温下避光挥发，得晶体，过滤得热致变色荧光温度计材料。

3.如权利要求1所述的热致变色荧光温度计材料的应用，其特征在于，将其应用于温度的传感。