CN111285897B - 一种用于铜离子检测和分离的介孔硅荧光探针及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了介孔硅荧光探针及其制备方法在铜离子检测和吸附中的应用，是有SBA‑15介孔二氧化硅材料修饰季铵盐和水杨醛席夫碱基团而成，其中，介孔硅作为探针分子的载体，具有稳定性好、比表面积大、孔道均匀有序等优点；季铵盐有强亲水性，有效提升介孔硅探针材料的水分散性；水杨醛席夫碱具有较大的共轭结构，可用于铜离子的荧光响应和螯合吸附，所述介孔硅荧光探针既可以用于水中重金属的准确测定，同时还能通过吸附后回收用于水体重金属的去除，在废水中重金属离子检测与清除方面有很好的应用前景。

Description

一种用于铜离子检测和分离的介孔硅荧光探针及其制备方法
技术领域
本发明涉复合纳米材料离子荧光探针和吸附领域，尤其涉及一种负载季铵盐和水杨醛席夫碱的SBA-15介孔硅材料用于铜离子检测和吸附的纳米荧光探针及其制备方法，用于水体系中铜离子的定量分析和分离去除。
背景技术
铜离子是人类生活中必不可少的微量元素，并参与各种关键酶的组成，这些酶在人体许多重要的代谢过程和生理功能中起着至关重要的作用。随着电镀，化学工业和矿物工业的不断发展，大量的铜离子随着污水直接排放到天然水中，对人类健康和环境构成了严重威胁。鉴于其毒性，生物蓄积性和不可生物降解性，过量的铜离子被列为美国环境保护局的优先有害污染物。到目前为止，通常使用原子吸收光谱法和电感耦合等离子体质谱法测定水中铜离子含量，但是，这些方法的应用受到复杂的分析程序和昂贵的仪器的限制。荧光探针法是在一定激发波长下使荧光物质产生荧光，利用荧光物质和被测物的相互作用改变荧光特性，从而达到检测的目的。
目前应用的荧光探针以小分子荧光探针居多，而在实际应用中，小分子荧光探针有其应用的局限性:首先，小分子荧光探针一般需要先溶解于水或者是有机溶剂中，不能回收，因此不能重复利用；其次，小分子荧光探针因其只能在溶液状态下检测，难以制作为光学器械，难以与其他光学仪器结合，实现自动化检测；最后，小分子荧光探针能快速检测分析物，但是不具备清除分析物功能，限制了其实际的应用，尤其是在废水中重金属离子检测与清除方面。
介孔材料因其易于制备、孔道尺寸易于控制和价格低廉等特点成为小分子荧光探针功能化的良好载体材料。二氧化硅在可见光谱中具有低吸收和发射的特点，有利于荧光的激发和发射。由于介孔通道表面上硅烷醇的密度高，因此在硅氧烷偶联剂处理后可以固定各种所需的活性官能团，因此，荧光发色团容易通过与活性官能团反应生成共价键修饰到介孔硅的孔道表面上，介孔孔道可以很好地分散探针分子以减少它们之间的团聚。介孔硅材料内部较大的孔道有利于离子的快速进出，可以缩短响应和分析的时间。纳米介孔硅荧光探针除了可以在水中检测金属离子含量，还可以方便地从水体系中通过过滤或离心分离出来。分离后的材料还能够通过洗脱剂将吸附的离子脱除，该介孔硅荧光探针可以重复利用，达到降低使用成本的目的。通过化学方法将小分子荧光探针负载到介孔材料表面，可以克服小分子荧光探针的不足，实现小分子荧光探针和介孔材料的优势互补。
然而，目前开发的铜离子介孔硅荧光探针修饰的荧光探针分子具有高度的疏水性，导致介孔硅荧光探针材料在水溶液中的分散性较差。在使用过程中，水分散性较差的探针材料在使用过程中很容易从水体系中沉淀，不利于目标离子浓度的准确测定。因此，选择具有较高亲水性的荧光探针分子负载到介孔硅孔道表面，得到具有良好水分散性的介孔硅荧光探针材料，既可以用于水中重金属的准确测定，同时还能通过吸附后回收用于水体重金属的去除。该材料在废水中重金属离子检测与清除方面有很好的应用前景。
基于此，本发明提供了一种用于铜离子检测和分离的介孔硅荧光探针以解决上述技术问题。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供了一种用于铜离子检测和分离的介孔硅荧光探针及其制备方法，该产品水分散性好，利用本发明可对样品中极微量的铜离子进行定量检测及水溶液铜离子的去除。
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：
一种用于铜离子检测和分离的介孔硅荧光探针，所述介孔硅荧光探针是负载季铵盐离子和水杨醛席夫碱基团的SBA-15介孔硅材料；
其结构如下：
Figure BDA0002399005650000031
其中，通式的用铜离子检测和分离的介孔硅荧光探针。
一种用于铜离子检测和分离的介孔硅荧光探针，其制备方法包括以下步骤：
a、在氮气气氛下，将4.0g去除了模板的SBA-15分散在100mL 的有机溶剂中，并添加N,N-二乙基-3-氨丙基三甲氧基硅烷，将悬浮液在氮气氛下回流6～48h；离心收集产物，用甲醇充分洗涤并在室温下真空干燥，得到干燥白色产物SBA-DATMS，以上合成步骤反应式表达如下；
Figure BDA0002399005650000032
b、在氮气保护的条件下，称取4.0g步骤a所得的SBA-DATMS 然后加入在50mL有机溶剂中进行充分分散，然后在冰浴中搅拌将悬浮液缓慢滴加到含有5-氯甲基水杨醛的50mL乙腈溶液中，滴加完毕后，在室温下搅拌12～48h，离心收集产物，用丙酮洗涤两次，再用甲醇洗涤两次，并在室温下真空干燥，得到干燥的浅白色产物SBA-CSA，以上合成步骤反应式表达如下；
Figure BDA0002399005650000041
c、在氮气保护的条件下，将步骤b中的4.0g的SBA-CSA分散在 80mL的有机溶剂中，然后将悬浮液滴加到含有2-氨基苯酚的50mL乙醇溶液，并在室温下搅拌8～24h，离心收集产物，用甲醇充分洗涤，并在室温下真空干燥，得到介孔硅荧光探针SBA-AP，以上合成步骤反应式表达如下。
Figure BDA0002399005650000042
优选的，所述步骤a中有机溶剂为无水甲苯、无水乙醇、无水丙酮、无水甲醇、无水四氢呋喃、无水乙腈的一种或多种任意比例的混合物。
优选的，所述步骤a中N,N-二乙基-3-氨丙基三甲氧基硅用量为步骤a中的有机溶剂体积的2～6％。
优选的，所述5-氯甲基水杨醛的用量为步骤b中所述偶联剂修饰的介孔硅材料SBA-DATMS质量比为1:0.5～2。
优选的，所述2-氨基苯酚的用量为步骤c中所述SBA-CSA的质量比为1:0.5～2。
优选的，所述步骤b和c中的有机溶剂为乙醇、丙酮、甲醇、四氢呋喃、乙腈的一种或多种任意比例的混合物。
有益效果：
1、介孔硅材料具有良好的稳定性，较大的表面积，均匀有序的通道，孔径大小可调，有利于客体分子进入孔道内部。
2、组成的二氧化硅在可见光谱中具有低吸收和发射的特点，不会造成对检测过程中的荧光激发和发射的干扰。
3、介孔通道表面上硅烷醇的密度高，因此在硅氧烷偶联剂处理后可以在孔道内壁表面固定各种活性反应基团。
4、水杨醛席夫碱配体是通过季铵基连接到孔道内壁表面，季铵盐基团具有高度的亲水性，合成所得的介孔硅荧光探针在水溶液中分散性较好，不容易从水体系中沉淀，在检测过程中可以水溶液长时间保持分散状态，有利于离子浓度的准确测定。
5、以介孔硅为载体的荧光探针可以较方便地从水体系中通过过滤或离心分离出来，分离后的材料还能够通过洗脱剂将吸附的离子脱除回收利用。水杨醛席夫碱基团具有较高的重金属吸附能力，因此，该介孔硅荧光探针也可用于铜离子的分离、提取和富集。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为实施例1所制的SBA-AP及其中间产物的傅里叶变换红外光谱图；
图2为实施例1所制的SBA-AP及其中间产物的热重分析图；
图3为实施例1所制的SBA-AP材料的(a)扫描电镜照片，(b,c)透射电镜照片；
图4为实施例1所制的荧光探针SBA-AP对不同铜离子浓度水溶液的荧光响应图；
图5为实施例1所制的SBA-AP应用于检测铜离子的线性关系图；
图6为实施例1所制的SBA-AP在识别铜离子时的抗干扰性图；
图7为实施例1所制的SBA-AP对不同浓度的铜离子的吸附量曲线图
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1：
一种用于铜离子检测和分离的介孔硅荧光探针，所述介孔硅荧光探针是负载季铵盐和水杨醛席夫碱的SBA-15介孔硅材料；
其结构如下：
Figure BDA0002399005650000061
其中，通式的用铜离子检测和分离的介孔硅荧光探针。
一种用于铜离子检测和分离的介孔硅荧光探针，其制备方法包括以下步骤：
a、在氮气气氛下，将4.0g去除了模板的SBA-15分散在100mL 的有机溶剂中，并添加N,N-二乙基-3-氨丙基三甲氧基硅烷，硅氧烷偶联剂用量为有机溶剂体积的3％，将悬浮液在氮气氛下回流12h；离心收集产物，用甲醇充分洗涤并在室温下真空干燥，得到干燥白色产物 SBA-DATMS，以上合成步骤反应式表达如下；
Figure BDA0002399005650000071
b、在氮气保护的条件下，称取4.0g步骤a所得的SBA-DATMS 然后加入在50mL有机溶剂中进行充分分散，然后在冰浴中搅拌将悬浮液缓慢滴加到含有5-氯甲基水杨醛的50mL乙腈溶液中，5-氯甲基水杨醛的用量与所述偶联剂修饰的介孔硅材料SBA-DATMS质量比为1:1，滴加完毕后，在室温下搅拌48h，离心收集产物，用丙酮洗涤两次，再用甲醇洗涤两次，并在室温下真空干燥，得到干燥的浅白色产物SBA-CSA，以上合成步骤反应式表达如下；
Figure BDA0002399005650000072
c、在氮气保护的条件下，将步骤b中的4.0g的SBA-CSA分散在 80mL的有机溶剂中，然后将悬浮液滴加到含有2-氨基苯酚的50mL乙醇溶液，2-氨基苯酚的用量所述SBA-CSA的质量比为1:1，并在室温下搅拌24h，离心收集产物，用甲醇充分洗涤，并在室温下真空干燥，得到介孔硅荧光探针SBA-AP，以上合成步骤反应式表达如下。
Figure BDA0002399005650000073
步骤a中有机溶剂为无水甲苯、无水乙醇、无水丙酮和无水甲醇。
步骤b和c中的有机溶剂为乙醇、丙酮、甲醇、四氢呋喃和乙腈。
实施例2：
一种用于铜离子检测和分离的介孔硅荧光探针，所述介孔硅荧光探针是负载季铵盐和水杨醛席夫碱的SBA-15介孔硅材料；
其结构如下：
Figure BDA0002399005650000081
其中，通式的用铜离子检测和分离的介孔硅荧光探针。
一种用于铜离子检测和分离的介孔硅荧光探针，其制备方法包括以下步骤：
a、在氮气气氛下，将4.0g去除了模板的SBA-15分散在100mL 的有机溶剂中，并添加N,N-二乙基-3-氨丙基三甲氧基硅烷，硅氧烷偶联剂用量为有机溶剂体积的2％，将悬浮液在氮气氛下回流48h；离心收集产物，用甲醇充分洗涤并在室温下真空干燥，得到干燥白色产物 SBA-DATMS，以上合成步骤反应式表达如下；
Figure BDA0002399005650000082
b、在氮气保护的条件下，称取4.0g步骤a所得的SBA-DATMS 然后加入在50mL有机溶剂中进行充分分散，然后在冰浴中搅拌将悬浮液缓慢滴加到含有5-氯甲基水杨醛的50mL乙腈溶液中，5-氯甲基水杨醛的用量与所述偶联剂修饰的介孔硅材料SBA-DATMS质量比为1:0.5，滴加完毕后，在室温下搅拌12h，离心收集产物，用丙酮洗涤两次，再用甲醇洗涤两次，并在室温下真空干燥，得到干燥的浅白色产物SBA-CSA，以上合成步骤反应式表达如下；
Figure BDA0002399005650000091
c、在氮气保护的条件下，将步骤b中的4.0g的SBA-CSA分散在 80mL的有机溶剂中，然后将悬浮液滴加到含有2-氨基苯酚的50mL乙醇溶液，2-氨基苯酚的用量所述SBA-CSA的质量比为1:2，并在室温下搅拌8h，离心收集产物，用甲醇充分洗涤，并在室温下真空干燥，得到介孔硅荧光探针SBA-AP，以上合成步骤反应式表达如下。
Figure BDA0002399005650000092
步骤a中有机溶剂为无水甲苯和无水乙醇。
步骤b和c中的有机溶剂为乙醇和丙酮。
实施例3：
一种用于铜离子检测和分离的介孔硅荧光探针，所述介孔硅荧光探针是负载季铵盐和水杨醛席夫碱的SBA-15介孔硅材料；
其结构如下：
Figure BDA0002399005650000101
其中，通式的用铜离子检测和分离的介孔硅荧光探针。
一种用于铜离子检测和分离的介孔硅荧光探针，其制备方法包括以下步骤：
a、在氮气气氛下，将4.0g去除了模板的SBA-15分散在100mL 的有机溶剂中，并添加N,N-二乙基-3-氨丙基三甲氧基硅，硅氧烷偶联剂用量为有机溶剂体积的2％，将悬浮液在氮气氛下回流6h；离心收集产物，用甲醇充分洗涤并在室温下真空干燥，得到干燥白色产物SBA-DATMS，以上合成步骤反应式表达如下；
Figure BDA0002399005650000102
b、在氮气保护的条件下，称取4.0g步骤a所得的SBA-DATMS 然后加入在50mL有机溶剂中进行充分分散，然后在冰浴中搅拌将悬浮液缓慢滴加到含有5-氯甲基水杨醛的50mL乙腈溶液中，5-氯甲基水杨醛的用量与所述偶联剂修饰的介孔硅材料SBA-DATMS质量比为1:0.5，滴加完毕后，在室温下搅拌24h，离心收集产物，用丙酮洗涤两次，再用甲醇洗涤两次，并在室温下真空干燥，得到干燥的浅白色产物SBA-CSA，以上合成步骤反应式表达如下；
Figure BDA0002399005650000111
c、在氮气保护的条件下，将步骤b中的4.0g的SBA-CSA分散在 80mL的有机溶剂中，然后将悬浮液滴加到含有2-氨基苯酚的50mL乙醇溶液，2-氨基苯酚的用量所述SBA-CSA的质量比为1:0.5，并在室温下搅拌8h，离心收集产物，用甲醇充分洗涤，并在室温下真空干燥，得到介孔硅荧光探针SBA-AP，以上合成步骤反应式表达如下。
Figure BDA0002399005650000112
步骤a中有机溶剂为无水甲苯、无水乙醇、无水丙酮、无水甲醇和无水四氢呋喃。
步骤b和c中的有机溶剂为乙腈。
实施例4：
一种用于铜离子检测和分离的介孔硅荧光探针，所述介孔硅荧光探针是负载季铵盐和水杨醛席夫碱的SBA-15介孔硅材料；
其结构如下：
Figure BDA0002399005650000113
其中，通式的用铜离子检测和分离的介孔硅荧光探针。
一种用于铜离子检测和分离的介孔硅荧光探针，其制备方法包括以下步骤：
a、在氮气气氛下，将4.0g去除了模板的SBA-15分散在100mL 的有机溶剂中，并添加N,N-二乙基-3-氨丙基三甲氧基硅，硅氧烷偶联剂用量为有机溶剂体积的6％，将悬浮液在氮气氛下回流32h；离心收集产物，用甲醇充分洗涤并在室温下真空干燥，得到干燥白色产物 SBA-DATMS，以上合成步骤反应式表达如下；
Figure BDA0002399005650000121
b、在氮气保护的条件下，称取4.0g步骤a所得的SBA-DATMS 然后加入在50mL有机溶剂中进行充分分散，然后在冰浴中搅拌将悬浮液缓慢滴加到含有5-氯甲基水杨醛的50mL乙腈溶液中，5-氯甲基水杨醛的用量与所述偶联剂修饰的介孔硅材料SBA-DATMS质量比为1:1.5，滴加完毕后，在室温下搅拌30h，离心收集产物，用丙酮洗涤两次，再用甲醇洗涤两次，并在室温下真空干燥，得到干燥的浅白色产物SBA-CSA，以上合成步骤反应式表达如下；
Figure BDA0002399005650000122
c、在氮气保护的条件下，将步骤b中的4.0g的SBA-CSA分散在 80mL的有机溶剂中，然后将悬浮液滴加到含有2-氨基苯酚的50mL乙醇溶液，2-氨基苯酚的用量所述SBA-CSA的质量比为1:2，并在室温下搅拌16h，离心收集产物，用甲醇充分洗涤，并在室温下真空干燥，得到介孔硅荧光探针SBA-AP，以上合成步骤反应式表达如下。
Figure BDA0002399005650000131
步骤a中有机溶剂为无水甲苯、无水乙醇、无水丙酮和无水甲醇。
步骤b和c中的有机溶剂为乙醇和丙酮。
具体检测
1.将实施例1的SBA-AP与原始SBA-15相比(图1所示)，在 SBA-DATMS红外光谱中观察到1468和1390cm–1处的峰，这些峰均归因于硅烷偶联剂引起的C-H键的弯曲振动。此外，在2973和2939cm–1附近观测到的宽带属于C-H键的拉伸振动。用5-氯甲基水杨醛进行季胺化后，SBA-CSA红外光谱中1659cm–1附近的出现了新峰，这是由于引入的醛基的伸缩振动所致。当SBA-15与氨基苯酚反应时，在 1659cm–1处的峰消失了，同时在1642cm–1处出现了新的尖峰，这是由于形成的亚胺键的拉伸振动，从这些结果可以得出结论，水杨醛席夫碱配体已经接枝在材料的表面上。
2.实施例1的材料进行热重分析，结果如图2所示，当实验温度最终达到800℃时，原始SBA-15，SBA-DATMS，SBA-CSA和SBA-AP 的重量损失分别为1.18、15.04、24.78和31.13％，所有样品的这些热变化的顺序表明材料成功的合成。
3.通过扫描电镜和透射电镜表征实施例1所得介孔硅荧光探针 SBA-AP的形貌，如图3所示，扫描电镜图像显示材料呈现棒状，透射电镜图像显示出材料有良好的有序孔道结构，表明材料具有良好的稳定性，经过多步化学修饰，依然能保持有序完整的形貌。
4.介孔硅荧光探针的构建：
将2.0mL不同浓度(0至8mg/L)的铜离子溶液添加到2.0mL实施例1所制的SBA-AP储备悬浮液(0.5mg/L)中，超声振荡分散。最后，将悬浮液转移到石英比色皿中，以记录在369nm激发波长下的荧光发射光谱，见图4，可以看出随着铜离子浓度的提高，荧光强度逐渐减弱。将荧光强度与离子浓度的关系根据Lineweaver-Burk方程作图，见图5，并计算线性范围和回归方程，Lineweaver-Burk方程可以用下式表示：
(F0-F)-1＝F0 -1+KD(F0[Q])-1
其中F0和F分别是无铜离子存在和有铜离子存在时的荧光强度， [Q]定义了离子加入时的浓度，KD是解离常数。当将(F0–F)–1与[Q]–1作图时，在0.05～4mg/L铜离子浓度范围内能观察到良好的线性，且线性相关系数R2为0.9957。
5.介孔硅荧光探针的选择性：
将2.0mL浓度为4mg/L干扰离子溶液添加到2.0mL实施例1所制的SBA-AP储备悬浮液(0.5mg/L)中，超声振荡分散。最后，将悬浮液转移到石英比色皿中，以记录在369nm激发波长下的荧光发射光谱，见图4。此外，配制4mg/L干扰离子和4mg/L铜离子的混合溶液，并重复以上测试。可以看出，其他干扰金属离子均不能使悬浮液在492nm 的荧光强度产生明显的变化，探针SBA-AP对铜离子的识别具有很的好的抗干扰能力。
6.介孔硅荧光探针的对铜离子的提取和富集
将0.04g实施例1所制的SBA-AP加入到40.0mL铜离子溶液中，在25℃以150rpm摇动。吸附后，将悬浮液用0.22μm注射器式过滤器过滤，并通过原子吸收光谱仪测定滤液的铜离子浓度。图7所示，铜离子的平衡吸附量随着初始铜离子浓度的增加而增加。当初始铜离子浓度为200mg/L时，介孔硅荧光探针对铜离子的吸附容量为31.0mg/g。以上结果证明，介孔硅荧光探针具有一定的离子提取和富集能力。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (7)

1.一种用于铜离子检测和分离的介孔硅荧光探针，其特征在于，所述介孔硅荧光探针是负载季铵盐离子和水杨醛席夫碱基团的SBA-15介孔硅材料；
其结构如下：
Figure FDA0002399005640000011
其中，通式的用铜离子检测的介孔硅荧光探针。
2.根据权利要求1所述的一种用于铜离子检测和分离的介孔硅荧光探针，其特征在于，其制备方法包括以下步骤：
a、在氮气气氛下，将4.0g去除了模板的SBA-15分散在100mL的有机溶剂中，并添加N,N-二乙基-3-氨丙基三甲氧基硅烷，将悬浮液在氮气氛下回流6～48h；离心收集产物，用甲醇充分洗涤并在室温下真空干燥，得到干燥白色产物SBA-DATMS，以上合成步骤反应式表达如下；
Figure FDA0002399005640000012
b、在氮气保护的条件下，称取4.0g步骤a所得的SBA-DATMS然后加入在50mL有机溶剂进行充分分散，然后在冰浴中搅拌将悬浮液缓慢滴加到含有5-氯甲基水杨醛的50mL乙腈溶液中，滴加完毕后，在室温下搅拌12～48h，离心收集产物，用丙酮洗涤两次，再用甲醇洗涤两次，并在室温下真空干燥，得到干燥的浅白色产物SBA-CSA，以上合成步骤反应式表达如下；
Figure FDA0002399005640000021
c、在氮气保护的条件下，将步骤b中的4.0g的SBA-CSA分散在80mL的有机溶剂，然后将悬浮液滴加到含有2-氨基苯酚的50mL乙醇溶液，并在室温下搅拌8～24h,离心收集产物，用甲醇充分洗涤，并在室温下真空干燥，得到黄色介孔硅荧光探针SBA-AP，以上合成步骤反应式表达如下
Figure FDA0002399005640000022
。
3.根据权利要求2所述的一种用于铜离子检测和分离的介孔硅荧光探针的制备方法，其特征在于：所述步骤a中有机溶剂为无水甲苯、无水乙醇、无水丙酮、无水甲醇、无水四氢呋喃、无水乙腈的一种或多种任意比例的混合物。
4.根据权利要求2所述的一种用于铜离子检测和分离的介孔硅荧光探针的制备方法，其特征在于：所述步骤a中N,N-二乙基-3-氨丙基三甲氧基硅用量为步骤a中的有机溶剂体积的2～6％。
5.根据权利要求2所述的一种用于铜离子检测和分离的介孔硅荧光探针的制备方法，其特征在于：所述5-氯甲基水杨醛的用量为步骤b中所述偶联剂修饰的介孔硅材料SBA-DATMS质量比为1:0.5～2。
6.根据权利要求2所述的一种用于铜离子检测和分离的介孔硅荧光探针的制备方法，其特征在于：所述2-氨基苯酚的用量为步骤c 中所述SBA-CSA的质量比为1:0.5～2。
7.根据权利要求2所述的一种用于铜离子检测和分离的介孔硅荧光探针的制备方法，其特征在于：所述步骤b和c中的有机溶剂为乙醇、丙酮、甲醇、四氢呋喃、乙腈的一种或多种任意比例的混合物。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN112082980B (zh) * 2020-10-12 2021-07-13 青海大学 一种基于碳点的离子印迹荧光传感器的制备方法
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103343000A (zh) * 2013-06-27 2013-10-09 清华大学深圳研究生院 基于多孔氧化硅的金属离子并行检测材料、制法及应用
CN103484111A (zh) * 2013-09-13 2014-01-01 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 介孔硅荧光材料及制备方法
CN104741085A (zh) * 2015-03-15 2015-07-01 淮阴师范学院 一种改性sba-15介孔材料及其制备方法和应用
CN106085409A (zh) * 2016-06-12 2016-11-09 上海大学 水相中铜离子荧光检测用杂化探针及其制备方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103343000A (zh) * 2013-06-27 2013-10-09 清华大学深圳研究生院 基于多孔氧化硅的金属离子并行检测材料、制法及应用
CN103484111A (zh) * 2013-09-13 2014-01-01 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 介孔硅荧光材料及制备方法
CN104741085A (zh) * 2015-03-15 2015-07-01 淮阴师范学院 一种改性sba-15介孔材料及其制备方法和应用
CN106085409A (zh) * 2016-06-12 2016-11-09 上海大学 水相中铜离子荧光检测用杂化探针及其制备方法

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