CN116041348B - 一种对十氟化二硫具有增强荧光响应的纳米材料及其制备方法和应用 - Google Patents
一种对十氟化二硫具有增强荧光响应的纳米材料及其制备方法和应用 Download PDFInfo
- Publication number
- CN116041348B CN116041348B CN202211737576.7A CN202211737576A CN116041348B CN 116041348 B CN116041348 B CN 116041348B CN 202211737576 A CN202211737576 A CN 202211737576A CN 116041348 B CN116041348 B CN 116041348B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- nanomaterial
- construction unit
- decafluoride
- decafluorodisulfide
- intermediate compound
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 239000002086 nanomaterial Substances 0.000 title claims abstract description 46
- 230000004044 response Effects 0.000 title claims abstract description 22
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 19
- 239000002341 toxic gas Substances 0.000 claims abstract description 32
- 238000010276 construction Methods 0.000 claims abstract description 20
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims abstract description 18
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 13
- 238000001338 self-assembly Methods 0.000 claims abstract 2
- BPFZRKQDXVZTFD-UHFFFAOYSA-N disulfur decafluoride Chemical compound FS(F)(F)(F)(F)S(F)(F)(F)(F)F BPFZRKQDXVZTFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 35
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 21
- 239000012528 membrane Substances 0.000 claims description 20
- YMWUJEATGCHHMB-UHFFFAOYSA-N Dichloromethane Chemical group ClCCl YMWUJEATGCHHMB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
- RAXXELZNTBOGNW-UHFFFAOYSA-N imidazole Natural products C1=CNC=N1 RAXXELZNTBOGNW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- HEDRZPFGACZZDS-UHFFFAOYSA-N Chloroform Chemical compound ClC(Cl)Cl HEDRZPFGACZZDS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 13
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims description 13
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 12
- PLIKAWJENQZMHA-UHFFFAOYSA-N 4-aminophenol Chemical compound NC1=CC=C(O)C=C1 PLIKAWJENQZMHA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 238000004440 column chromatography Methods 0.000 claims description 8
- 239000000047 product Substances 0.000 claims description 7
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 7
- RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N Diethyl ether Chemical compound CCOCC RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims description 6
- RIOQSEWOXXDEQQ-UHFFFAOYSA-N triphenylphosphine Chemical compound C1=CC=CC=C1P(C=1C=CC=CC=1)C1=CC=CC=C1 RIOQSEWOXXDEQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- JNGZXGGOCLZBFB-IVCQMTBJSA-N compound E Chemical compound N([C@@H](C)C(=O)N[C@@H]1C(N(C)C2=CC=CC=C2C(C=2C=CC=CC=2)=N1)=O)C(=O)CC1=CC(F)=CC(F)=C1 JNGZXGGOCLZBFB-IVCQMTBJSA-N 0.000 claims description 5
- 230000005284 excitation Effects 0.000 claims description 5
- 230000005281 excited state Effects 0.000 claims description 5
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 5
- 229940126062 Compound A Drugs 0.000 claims description 4
- BWGNESOTFCXPMA-UHFFFAOYSA-N Dihydrogen disulfide Chemical compound SS BWGNESOTFCXPMA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- NLDMNSXOCDLTTB-UHFFFAOYSA-N Heterophylliin A Natural products O1C2COC(=O)C3=CC(O)=C(O)C(O)=C3C3=C(O)C(O)=C(O)C=C3C(=O)OC2C(OC(=O)C=2C=C(O)C(O)=C(O)C=2)C(O)C1OC(=O)C1=CC(O)=C(O)C(O)=C1 NLDMNSXOCDLTTB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- OFBQJSOFQDEBGM-UHFFFAOYSA-N Pentane Chemical compound CCCCC OFBQJSOFQDEBGM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000003480 eluent Substances 0.000 claims description 4
- 235000019441 ethanol Nutrition 0.000 claims description 4
- VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N n-Hexane Chemical compound CCCCCC VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- VVWRJUBEIPHGQF-UHFFFAOYSA-N propan-2-yl n-propan-2-yloxycarbonyliminocarbamate Chemical compound CC(C)OC(=O)N=NC(=O)OC(C)C VVWRJUBEIPHGQF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 claims description 3
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims description 3
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 claims description 3
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 claims description 3
- 238000002390 rotary evaporation Methods 0.000 claims description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 2
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 2
- 238000000622 liquid--liquid extraction Methods 0.000 claims description 2
- 239000002074 nanoribbon Substances 0.000 claims description 2
- 238000000638 solvent extraction Methods 0.000 claims description 2
- 230000002194 synthesizing effect Effects 0.000 claims description 2
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims 4
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 abstract description 11
- 239000002127 nanobelt Substances 0.000 abstract description 10
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 6
- YGYAWVDWMABLBF-UHFFFAOYSA-N Phosgene Chemical compound ClC(Cl)=O YGYAWVDWMABLBF-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 4
- DYAHQFWOVKZOOW-UHFFFAOYSA-N Sarin Chemical compound CC(C)OP(C)(F)=O DYAHQFWOVKZOOW-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 4
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 abstract description 4
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 abstract description 4
- UJMWVICAENGCRF-UHFFFAOYSA-N oxygen difluoride Chemical compound FOF UJMWVICAENGCRF-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 4
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 abstract description 3
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 abstract description 3
- 125000000475 sulfinyl group Chemical group [*:2]S([*:1])=O 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 6
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 5
- YXVFYQXJAXKLAK-UHFFFAOYSA-N biphenyl-4-ol Chemical group C1=CC(O)=CC=C1C1=CC=CC=C1 YXVFYQXJAXKLAK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- LSJNBGSOIVSBBR-UHFFFAOYSA-N thionyl fluoride Chemical compound FS(F)=O LSJNBGSOIVSBBR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 239000012043 crude product Substances 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 210000004072 lung Anatomy 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 239000011368 organic material Substances 0.000 description 2
- 229910000127 oxygen difluoride Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002574 poison Substances 0.000 description 2
- 231100000614 poison Toxicity 0.000 description 2
- RRWYVSNRZFXBOC-UHFFFAOYSA-N 2-phenylsulfanylbenzene-1,4-diol Chemical compound OC1=CC=C(O)C(SC=2C=CC=CC=2)=C1 RRWYVSNRZFXBOC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 206010023644 Lacrimation increased Diseases 0.000 description 1
- 241000699670 Mus sp. Species 0.000 description 1
- 206010037423 Pulmonary oedema Diseases 0.000 description 1
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 description 1
- 238000004220 aggregation Methods 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000000740 bleeding effect Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 230000005669 field effect Effects 0.000 description 1
- 238000001917 fluorescence detection Methods 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 238000001871 ion mobility spectroscopy Methods 0.000 description 1
- 230000007794 irritation Effects 0.000 description 1
- 230000004317 lacrimation Effects 0.000 description 1
- 238000004949 mass spectrometry Methods 0.000 description 1
- 238000001254 matrix assisted laser desorption--ionisation time-of-flight mass spectrum Methods 0.000 description 1
- 238000001840 matrix-assisted laser desorption--ionisation time-of-flight mass spectrometry Methods 0.000 description 1
- 238000001000 micrograph Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- KJOLVZJFMDVPGB-UHFFFAOYSA-N perylenediimide Chemical compound C=12C3=CC=C(C(NC4=O)=O)C2=C4C=CC=1C1=CC=C2C(=O)NC(=O)C4=CC=C3C1=C42 KJOLVZJFMDVPGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000001699 photocatalysis Effects 0.000 description 1
- 238000007146 photocatalysis Methods 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 238000006862 quantum yield reaction Methods 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 238000001308 synthesis method Methods 0.000 description 1
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 1
- 231100000167 toxic agent Toxicity 0.000 description 1
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 1
- 239000003440 toxic substance Substances 0.000 description 1
- 231100000419 toxicity Toxicity 0.000 description 1
- 230000001988 toxicity Effects 0.000 description 1
- FXNJNGMYIZRQRG-UHFFFAOYSA-N tridecan-7-amine Chemical compound CCCCCCC(N)CCCCCC FXNJNGMYIZRQRG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
- C07D471/00—Heterocyclic compounds containing nitrogen atoms as the only ring hetero atoms in the condensed system, at least one ring being a six-membered ring with one nitrogen atom, not provided for by groups C07D451/00 - C07D463/00
- C07D471/02—Heterocyclic compounds containing nitrogen atoms as the only ring hetero atoms in the condensed system, at least one ring being a six-membered ring with one nitrogen atom, not provided for by groups C07D451/00 - C07D463/00 in which the condensed system contains two hetero rings
- C07D471/06—Peri-condensed systems
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K11/00—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
- C09K11/06—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing organic luminescent materials
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/62—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light
- G01N21/63—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light optically excited
- G01N21/64—Fluorescence; Phosphorescence
- G01N21/6428—Measuring fluorescence of fluorescent products of reactions or of fluorochrome labelled reactive substances, e.g. measuring quenching effects, using measuring "optrodes"
- G01N21/643—Measuring fluorescence of fluorescent products of reactions or of fluorochrome labelled reactive substances, e.g. measuring quenching effects, using measuring "optrodes" non-biological material
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K2211/00—Chemical nature of organic luminescent or tenebrescent compounds
- C09K2211/10—Non-macromolecular compounds
- C09K2211/1003—Carbocyclic compounds
- C09K2211/1007—Non-condensed systems
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K2211/00—Chemical nature of organic luminescent or tenebrescent compounds
- C09K2211/10—Non-macromolecular compounds
- C09K2211/1018—Heterocyclic compounds
- C09K2211/1025—Heterocyclic compounds characterised by ligands
- C09K2211/1044—Heterocyclic compounds characterised by ligands containing two nitrogen atoms as heteroatoms
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Pathology (AREA)
- Investigating Or Analysing Materials By The Use Of Chemical Reactions (AREA)
- Investigating, Analyzing Materials By Fluorescence Or Luminescence (AREA)
Abstract
本发明公开了一种对十氟化二硫具有增强荧光响应的纳米材料及其制备方法和应用，所述纳米材料具有特异性选择响应十氟化二硫，且由构筑单元通过π‑π堆积自组装聚集成微观具有纳米带的交叉网络结构；所述构筑单元的结构式如下：
Description
技术领域
本发明涉及有机半导体纳米材料领域，特别的涉及一种对十氟化二硫具有增强荧光响应的纳米材料及其制备方法和应用。
背景技术
十氟化二硫是常温常压下为无色易挥发液体，系剧毒物质，毒性约为SOF2的300倍。S2F10主要侵袭肺，引起肺出血和肺水肿。空气中含1ppm(百万分比浓度)时白鼠八小时致死，美国规定在空气中允许浓度为0.025ppm。且十氟化二硫是一种窒息性毒剂，由于它无催泪作用，对皮肤也没有刺激性，因此人接触后不易产生警惕。因此建立准确、灵敏的十氟化二硫毒剂现场快速检测方法是公共安全和环境安全的迫切需求。
目前，可用于检测十氟化二硫毒气的传统检测方法有：离子迁移谱、质谱、生物酶化学传感器和荧光检测等。但是这些方法存在成本高，检测手段复杂，灵敏度和特异性不能满足，仪器昂贵不便携等缺点，无法满足现场高灵敏度，高特异性，低成本和便携等使用特点。
近年来，有机半导体纳米材料因其独特可调的化学结构及光电性质越来越多地被应用于场效应晶体管、电致发光二极管、太阳能电池、光电探测、光催化以及生物传感器等领域。但是，有机材料本身化学键弱、载流子迁移率低，导致其稳定性差。因此，将有机半导体进行纳米组装及其构建异质结构，得到零维、一维、二维或多元复合纳米有机材料，成为近几年的研究热点。其中，由π共轭的有机分子作为构筑单元制备的纳米材料，可以作为有效的荧光量子材料，实现对有毒有害物的高灵敏度、高选择性的检测。同时，纳米有机荧光效应材料种类丰富，发光性能各不相同。这是由于有机半导体材料的光物理性质主要由电子离域或π共轭组分的化学结构和聚集态决定，因此可以通过合理的分子结构设计来调控其光物理性质，且其光物理性质的任何参数的改变都能够用于传感检测，具有快速、灵敏、准确、高选择性等优点，进而实现相应物质的检测。
发明内容
针对上述现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是：提供了一种对十氟化二硫具有增强荧光响应的纳米材料及其制备方法，丰富了现有纳米材料种类和选择性；本发明还提供了上述纳米材料在十氟化二硫检测中的应用，为十氟化二硫的检测提供了新思路和新选择。
为了解决上述技术问题，本发明采用了如下的技术方案：一种对十氟化二硫具有增强荧光响应的纳米材料，所述纳米材料具有特异性选择响应十氟化二硫，且由构筑单元通过π-π堆积自组装聚集成微观具有纳米带的交叉网络结构；所述构筑单元的结构式如下：
本发明的另一个目的在于，还提供了上述的构筑单元的制备方法，其合成路线如下：
具体包括以下步骤：
1)中间体化合物B的制备：
取化合物A置于咪唑中加热至130℃，然后加入十三烷-7-胺，反应1～2h，再依次加入无水乙醇和盐酸溶液，搅拌过夜，过滤产物收集固体，向得到的固体中加水冲洗至中性，减压旋蒸后得到中间体化合物B；
2)中间化合物D的制备：
将步骤1)得到的中间体化合物B与4-氨基苯酚置于咪唑中加热至130℃，反应1～2h，再依次加入无水乙醇和的盐酸溶液，搅拌过夜，然后过滤产物收集固体，将得到的固体经过柱层析分离后即得到中间体化合物D；
3)构筑单元的制备：
将步骤2)得到的中间体化合物D与化合物E置于氯仿溶液中，再依次加入偶氮二羧酸二异丙酯和三苯基膦反应1～2h，搅拌过夜，然后分液萃取，将得到的固体经过柱层析分离后即得到所述构筑单元。
作为优选的，所述盐酸溶液的质量分数为36％；所述柱层析中洗脱剂为二氯甲烷/甲醇，所述二氯甲烷与甲醇的体积比为50:1～100:1。
作为优选的，所述化合物A与十三烷-7-胺的摩尔比为1:1～1:1.2。
作为优选的，所述中间体化合物B与4-氨基苯酚的摩尔比为1:1～1:1.2。
作为优选的，所述中间体化合物D与化合物E的摩尔比为1:1～1:1.2。
本发明的另一个目的在于，还提供了一种对十氟化二硫具有增强荧光响应的纳米材料的制备方法，包括如下步骤：首先合成所述构筑单元，然后将其溶解于良性溶剂中，再加入不良溶剂，静置1～3天后，将反应产物中析出的絮状物吸出，待有机溶剂自然挥发后即得到所述纳米材料。
作为优选的，所述良性溶剂为氯仿，所述不良溶剂为乙醇、乙醚、正己烷或正戊烷；所述良性溶剂与不良溶剂的体积比为1:5～1:20。
本发明的另一个目的在于，还提供了对十氟化二硫具有增强荧光响应的纳米材料制成的多孔膜在用于检测十氟化二硫毒气方面的应用。
作为优选的，所述检测十氟化二硫毒气的方法包括以下步骤：
S1：将所述多孔膜均匀的涂敷在玻璃管内壁上，用波长为450nm的激发光源激发所述多孔膜，然后检测所述多孔膜在600～630nm处的荧光强度；
S2：将步骤S1处于激发状态的多孔膜与待测气体接触，再检测多孔膜在600～630nm处的荧光强度，当得到的荧光强度增强，则待检测气体中含有十氟化二硫毒气；所述十氟化二硫的检测浓度为ppm级别。
相比现有技术，本发明具有如下有益效果：
1、本发明涉及的纳米材料是由对对羟基二苯硫醚作为苝酰亚胺的端头自组装制备。该纳米材料在激发状态下，由于对羟基二苯硫醚的存在，端头分子灵活度高，发生分子内扭动，使得分子内能量释放，抑制了分子荧光。当十氟化二硫毒气与纳米材料接触后，十氟化二硫毒气能够氧化对羟基二苯硫醚，分子位阻增大，使分子扭动减少，分子内能量聚集，增强纳米材料的分子荧光强度。因此本发明的纳米材料采用对羟基二苯硫醚作为特异性识别基团能够用于快速、高选择性检测十氟化二硫毒气，具有良好的市场应用前景。
2、本发明提供了纳米材料的制备方法，其合成方法操作简单易控，原料廉价易得，制备得到的纳米材料具有微米尺寸的均匀纳米带结构，其形态规则均匀，所述纳米带相互连接的网状结构为分子间的能量传递提供了高速传输通道，同时其大比表面积有利于与待测气体的吸附扩散，提高了灵敏度；高荧光量子产率有利于进一步的提高检测灵敏度，大大的降低了对十氟化二硫毒气的最低检测限。
3、本发明提供了纳米材料用于检测十氟化二硫毒气的方法，操作简单，能对十氟化二硫毒气进行快速和实时的检测，而对光气、沙林毒气、塔崩毒气、氟化亚硫酰或二氟化氧等没有荧光响应，具有很好的抗干扰能力，实现了对十氟化二硫毒气特异性和高灵敏度的检测，具有良好的应用前景。
附图说明
图1是本发明的纳米材料的构筑单元MALDI-TOF质谱图。
图2是本发明的纳米材料的扫描电镜图。
图3是本发明的纳米材料与十氟化二硫毒气的反应荧光强度图。
图4是本发明的纳米材料与十氟化二硫毒气的浓度反应荧光增强线性图。
图5是本发明的纳米材料对十氟化二硫毒气的特异选择性；A～E分别为光气、沙林毒气、塔崩毒气、氟化亚硫酰和二氟化氧。
具体实施方式
面结合实施例对本发明作进一步的详细说明。下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法。下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。
一、一种对十氟化二硫具有增强荧光响应的纳米材料的制备方法
实施例
一种对十氟化二硫具有增强荧光响应的纳米材料的制备工艺路线如下所示：
具体包括以下步骤：
1)中间体化合物B的制备：
取392mg化合物A置于10g咪唑中，加热至130℃，然后加入199mg十三烷-7-胺，反应1-2h，再依次加入100ml无水乙醇和100ml质量分数为36％的盐酸溶液，搅拌过夜，过滤产物收集固体，向得到的固体中加水冲洗至中性，减压旋蒸后得到中间体化合物B；
2)中间体化合物D的制备：
将550mg中间体化合物B与109mg 4-氨基苯酚置于5g咪唑中，加热至130℃，反应1-2小时，再依次加入50ml无水乙醇和50ml质量分数为36％的盐酸溶液，搅拌过夜，过滤产物收集固体，再将粗产物以二氯甲烷/甲醇(v/v)＝100:1洗脱剂进行柱层析纯化，得到130mg中间体化合物D。
1HNMR(δ＝8.63(d,4H,J＝8.0Hz),8.59(d,4H,J＝8.0Hz),7.12(d,2H,J＝8.73Hz),6.69(d,2H,J＝8.8Hz),5.11(m,1H),2.18(m,2H),1.84(m,2H),1.18-1.20(m,16H),0.79(t,6H))。
3)构筑单元的制备：
将66mg中间体化合物D与25mg对羟基苯巯基酚(化合物E)置于10mL氯仿中，再依次加入26mg三苯基膦和25mg偶氮二甲酸二异丙酯(DIAD)后室温过夜搅拌，分液萃取，再将粗产物以二氯甲烷/甲醇(v/v)＝100:1洗脱剂进行柱层析纯化，得到36mg目标产物构筑单元。
1HNMR(δ＝8.66(d,4H,J＝8.0Hz),8.56(d,4H,J＝8.0Hz),δ＝8.29(d,4H,J＝8.79Hz)，δ＝7.11(d,4H,J＝8.73Hz),6.61-6-72(m,4H),5.11(m,1H),2.18(m,2H),1.84(m,2H),1.18-1.20(m,16H),0.79(t,6H))。
4)纳米材料的制备：
将步骤3)制得的构筑单元溶解于氯仿中，再加入乙醇，使氯仿与乙醇的体积比为1:10，静置1～3天后，将反应产物中析出的絮状物吸出，待有机溶剂自然挥发后即得到所述纳米材料。
将本实施例得到的构筑单元进行MALDI-TOF质谱检测，结果如图1所示。
从图中可以看出，本发明得到的构筑单元测得分子量为856.1，与目标产物分子量856.2对应，且无其它杂质分子。
综上，本发明得到的构筑单元的结构式如下所示：
将本实施例得到的纳米材料在扫描电镜下观察其形貌，结果如图2所示。
从图中可以看出，本发明所形成的纳米材料为宽度30微米的均匀纳米带结构，其形态规则均匀，所述纳米带相互连接呈网状结构的一类有机半导体材料，其大比表面积有利于与待测气体的吸附扩散，提高了灵敏度。
二、纳米材料在十氟化二硫毒气检测上的应用。
将本发明得到的纳米材料通过在不良溶剂中散开后自然蒸发形成多孔膜结构，再将所述多孔膜均匀的涂敷在玻璃管内壁上形成用于检测十氟化二硫毒气的反应器。
1、用波长为450nm的激发光源激发反应器中所述多孔膜，然后检测所述多孔膜在600～630nm处的荧光强度；再将上述处于激发状态的多孔膜与50ppm级别的十氟化二硫毒气接触，即时检测多孔膜在600～630nm处在不同时间内的荧光强度，结果如图3所示。
从图中可以看出，与十氟化二硫毒气接触前相比，多孔膜与十氟化二硫毒气接触后荧光强度显著增强，响应速度快，灵敏度高，荧光信号稳定。
2、用波长为450nm的激发光源激发反应器中所述多孔膜，然后检测所述多孔膜在600～630nm处的荧光强度；再将上述处于激发状态的多孔膜分别与5ppm、10ppm、15ppm、20ppm、25ppm、30ppm、35ppm、40ppm、45ppm不同浓度的十氟化二硫毒气接触后，检测并记录多孔膜在600～630nm处的荧光强度与接触前的荧光强度的差值，结果如图4所示。
从图中可以看出，随着十氟化二硫毒气浓度的增加，荧光强度随之增加，且不同浓度的十氟化二硫毒气与荧光增强具有良好的线性关系。可见，本发明线性范围宽，检测灵敏度高，能够实现对低浓度十氟化二硫的检测。
3、用波长为450nm的激发光源激发反应器中所述多孔膜，然后检测所述多孔膜在600～630nm处的荧光强度；再将上述处于激发状态的多孔膜与待测气体接触，即时检测多孔膜在600～630nm处在不同时间内的荧光强度，其中，待测气体分别是浓度为100ppm的光气、浓度为100ppm的沙林毒气、浓度为100ppm的塔崩毒气、浓度为100ppm的氟化亚硫酰和浓度为100ppm的二氟化氧，结果如图5所示。
从图中可以看出，本发明的多孔膜与干扰的待测气体接触后其荧光强度基本不受影响，可忽略不计，即均无荧光响应。可见，本发明的纳米材料具有特异性选择性响应十氟化二硫毒气。说明本发明的纳米材料对十氟化二硫毒气具有良好的选择性，不受其它气体的干扰。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不以本发明为限制，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种对十氟化二硫具有增强荧光响应的纳米材料，其特征在于，所述纳米材料具有特异性选择响应十氟化二硫，且由构筑单元通过π-π堆积自组装聚集成微观具有纳米带的交叉网络结构；所述构筑单元的结构式如下：
2.一种如根据权利要求1所述的构筑单元的制备方法，其特征在于，所述构筑单元的合成路线如下：
具体包括以下步骤：
1)中间体化合物B的制备：
取化合物A置于咪唑中加热至130℃，然后加入十三烷-7-胺，反应1～2h，再依次加入无水乙醇和盐酸溶液，搅拌过夜，过滤产物收集固体，向得到的固体中加水冲洗至中性，减压旋蒸后得到中间体化合物B；
2)中间化合物D的制备：
将步骤1)得到的中间体化合物B与4-氨基苯酚置于咪唑中加热至130℃，反应1～2h，再依次加入无水乙醇和的盐酸溶液，搅拌过夜，然后过滤产物收集固体，将得到的固体经过柱层析分离后即得到中间体化合物D；
3)构筑单元的制备：
将步骤2)得到的中间体化合物D与化合物E置于氯仿溶液中，再依次加入偶氮二羧酸二异丙酯和三苯基膦反应1～2h，搅拌过夜，然后分液萃取，将得到的固体经过柱层析分离后即得到所述构筑单元。
3.根据权利要求2所述构筑单元的制备方法，其特征在于，所述盐酸溶液的质量分数为36％；所述柱层析中洗脱剂为二氯甲烷/甲醇，所述二氯甲烷与甲醇的体积比为50:1～100:1。
4.根据权利要求2所述构筑单元的制备方法，其特征在于，所述化合物A与十三烷-7-胺的摩尔比为1:1～1:1.2。
5.根据权利要求2所述构筑单元的制备方法，其特征在于，所述中间体化合物B与4-氨基苯酚的摩尔比为1:1～1:1.2。
6.根据权利要求2所述构筑单元的制备方法，其特征在于，所述中间体化合物D与化合物E的摩尔比为1:1～1:1.2。
7.一种如权利要求1所述对十氟化二硫具有增强荧光响应的纳米材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：首先合成所述构筑单元，然后将其溶解于良性溶剂中，再加入不良溶剂，静置1～3天后，将反应产物中析出的絮状物吸出，待有机溶剂自然挥发后即得到所述纳米材料。
8.根据权利要求7所述对十氟化二硫具有增强荧光响应的纳米材料的制备方法，其特征在于，所述良性溶剂为氯仿，所述不良溶剂为乙醇、乙醚、正己烷或正戊烷；所述良性溶剂与不良溶剂的体积比为1:5～1:20。
9.一种由权利要求1所述对十氟化二硫具有增强荧光响应的纳米材料制成的多孔膜在用于检测十氟化二硫毒气方面的应用。
10.根据权利要求9所述应用，其特征在于，所述检测十氟化二硫毒气的方法包括以下步骤：
S1：将所述多孔膜均匀的涂敷在玻璃管内壁上，用波长为450nm的激发光源激发所述多孔膜，然后检测所述多孔膜在600～630nm处的荧光强度；
S2：将步骤S1处于激发状态的多孔膜与待测气体接触，再检测多孔膜在600～630nm处的荧光强度，当得到的荧光强度增强，则待检测气体中含有十氟化二硫毒气；所述十氟化二硫的检测浓度为ppm级别。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202211737576.7A CN116041348B (zh) | 2022-12-31 | 2022-12-31 | 一种对十氟化二硫具有增强荧光响应的纳米材料及其制备方法和应用 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202211737576.7A CN116041348B (zh) | 2022-12-31 | 2022-12-31 | 一种对十氟化二硫具有增强荧光响应的纳米材料及其制备方法和应用 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN116041348A CN116041348A (zh) | 2023-05-02 |
| CN116041348B true CN116041348B (zh) | 2023-12-01 |
Family
ID=86117672
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202211737576.7A Active CN116041348B (zh) | 2022-12-31 | 2022-12-31 | 一种对十氟化二硫具有增强荧光响应的纳米材料及其制备方法和应用 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN116041348B (zh) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2021000467A1 (zh) * | 2019-06-29 | 2021-01-07 | 华南理工大学 | 一种用于异氰酸酯类物质检测的荧光化合物及制备方法与其作为试纸型检测探针的应用 |
| CN114516872A (zh) * | 2022-02-18 | 2022-05-20 | 长江师范学院 | 一种基于苝酰亚胺的纳米材料及其制备方法和应用 |
| CN114516871A (zh) * | 2022-02-18 | 2022-05-20 | 长江师范学院 | 一种苝酰亚胺衍生物纳米材料及其制备方法和应用 |
| CN114524813A (zh) * | 2022-02-18 | 2022-05-24 | 长江师范学院 | 对沙林具有荧光响应的一维有机半导体纳米材料及其制备方法和应用 |
| WO2022193601A1 (zh) * | 2021-03-18 | 2022-09-22 | 上海工程技术大学 | 具有聚集诱导的发光化合物及超分子聚合荧光纳米材料和制备方法 |
-
2022
- 2022-12-31 CN CN202211737576.7A patent/CN116041348B/zh active Active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2021000467A1 (zh) * | 2019-06-29 | 2021-01-07 | 华南理工大学 | 一种用于异氰酸酯类物质检测的荧光化合物及制备方法与其作为试纸型检测探针的应用 |
| WO2022193601A1 (zh) * | 2021-03-18 | 2022-09-22 | 上海工程技术大学 | 具有聚集诱导的发光化合物及超分子聚合荧光纳米材料和制备方法 |
| CN114516872A (zh) * | 2022-02-18 | 2022-05-20 | 长江师范学院 | 一种基于苝酰亚胺的纳米材料及其制备方法和应用 |
| CN114516871A (zh) * | 2022-02-18 | 2022-05-20 | 长江师范学院 | 一种苝酰亚胺衍生物纳米材料及其制备方法和应用 |
| CN114524813A (zh) * | 2022-02-18 | 2022-05-24 | 长江师范学院 | 对沙林具有荧光响应的一维有机半导体纳米材料及其制备方法和应用 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN116041348A (zh) | 2023-05-02 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN114516871B (zh) | 一种苝酰亚胺衍生物纳米材料及其制备方法和应用 | |
| CN114524813B (zh) | 对沙林具有荧光响应的一维有机半导体纳米材料及其制备方法和应用 | |
| CN114516872B (zh) | 一种基于苝酰亚胺的纳米材料及其制备方法和应用 | |
| CN105130889B (zh) | 喹啉修饰的柱芳烃及其制备和在含水体系中荧光检测cn‑的应用 | |
| CN108586456B (zh) | 一维有机半导体纳米材料及其制备方法和应用 | |
| CN108658804B (zh) | 一种基于三柱[5]芳烃的超分子凝胶因子及其有机凝胶的制备和应用 | |
| CN114478526B (zh) | 一种新型的一维有机半导体纳米材料及其制备方法和应用 | |
| CN113150776B (zh) | 一种红色荧光碳量子点、其制备方法、及荧光探针 | |
| CN108088828B (zh) | 一种双柱芳烃汞离子荧光传感器及其制备和应用 | |
| CN116041348B (zh) | 一种对十氟化二硫具有增强荧光响应的纳米材料及其制备方法和应用 | |
| CN114409650B (zh) | 对梭曼具有荧光响应的一维有机半导体纳米材料及其制备方法和应用 | |
| CN114409651B (zh) | 对塔崩具有荧光响应的一维有机半导体纳米材料及其制备方法和应用 | |
| CN109608483B (zh) | 一种含硼氮配位键的有机小分子及其制备方法和对氟离子的传感应用 | |
| CN116003817B (zh) | 一种基于苝四羧酸酐的聚集体材料及其制备方法和应用 | |
| CN115960102B (zh) | 用于高灵敏检测十氟化二硫的有机荧光材料及其制备方法和应用 | |
| CN110330478B (zh) | 萘二甲酰亚胺有机荧光凝胶化合物以及制备方法、有机凝胶及应用 | |
| CN116283979A (zh) | 用于高灵敏检测氟化亚硫酰的有机荧光材料及其制备方法和应用 | |
| CN115974875A (zh) | 用于高灵敏检测二氟化氧的有机荧光材料及其制备方法和应用 | |
| CN110862392A (zh) | 一种纳米荧光传感材料及其荧光传感薄膜的制备方法和应用 | |
| CN114249740B (zh) | 一种丹参酮苯并咪唑型荧光探针及其制备方法和应用 | |
| CN115819419A (zh) | 一种荧光纳米材料及其制备方法和应用 | |
| CN109828002B (zh) | 一种基于四芘基卟啉钴聚集体的二氧化氮气敏材料 | |
| CN112083044B (zh) | 一种多重氢键有机超分子纳米棒/氧化石墨烯复合物及其制备方法和应用 | |
| CN112778266B (zh) | 亚氨基胍功能化的水溶性柱[5]芳烃及其制备方法与应用 | |
| JP3823157B2 (ja) | カーボンナノチューブ複合体 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |