[发明专利]多功能核壳结构上转换纳米材料在爆炸物检测中的应用

说明书

本发明涉及一种多功能核壳结构上转换纳米材料在爆炸物检测中的应用，该检测方法为：将β‑NaYF₄:Yb,Er@NaYF₄纳米粒子加入到去离子水中，搅拌混匀后，向混合液中加入待检测爆炸物，根据荧光强度光谱和线性关系式得到爆炸物浓度。多功能核壳结构的β‑NaYF₄:Yb,Er@NaYF₄上转换纳米材料在爆炸物TNT和/或TNP检测中表现出稳定、良好的检测结果，通过光谱强度的分析，可以实时快速高效判断爆炸物的浓度，该检测方法简单、易于推广。

技术领域

本发明涉及一种多功能核壳结构的上转换纳米材料在爆炸物检测中的应用。

背景技术

TNT和TNP是一类危险爆炸物，对环境造成负面影响，因此对于微量爆炸物的检测和分析格外重要，目前，对爆炸物检测的方法主要有色谱法、离子迁移法、拉曼光谱法、生物传感技术法，其中色谱法存在设备昂贵且笨重，操作复杂的缺陷。离子迁移法存在操作复杂且误差较大，检测极限低。拉曼光谱法的光谱较弱，容易受外界的干扰，检测结果不稳定。生物传感技术法受外界的干扰较大，且误差较高。因此快捷、方便、稳定的检测爆炸物的方法越来越受到本领域技术人员的关注。

稀土上转换发光纳米材料具有毒性低、化学稳定性高、发光强度高且稳定等优点，不仅能够弥补有机类发光标记物存在稳定性差的缺陷而且还可以解决量子点的细胞毒性和光闪烁等问题。由于其独特的上转换发光性能，在生物标记领域得到了广泛的应用。但是在爆炸物检测领域中鲜有报道。

发明内容

本发明提供了一种多功能核壳结构的上转换纳米材料β-NaYF₄:Yb,Er@NaYF₄纳米粒子在爆炸物检测中的应用。具体的检测方法如下：

取0.1mol/Lβ-NaYF₄:Yb,Er@NaYF₄纳米粒子，加入到含有4ml去离子水的实验瓶中，磁力搅拌3小时后，加入不同浓度的TNT和/或TNP，搅拌10分钟后，对其进行光谱测量，通过TNT和/或TNP在407nm和540nm处光谱呈现的线性关系，得出TNT和/或TNP的浓度。

进一步的，毫克级别TNT在540nm满足线性关系y＝2.15×10⁶-4.15×10⁴c，R²＝0.998,毫克级别TNT在407nm满足线性关系y＝4749.1-117.4c,R²＝0.991。纳克级别TNT在540nm满足线性关系y＝3.44×10⁶-7.3×10⁵c，R²＝0.997。

进一步的，毫克级别TNP在407nm满足线性关系y＝7510.8-37.3c，R²＝0.992。纳克级别TNP在407nm满足线性关系y＝16561.1-47411.2c，R²＝0.999。

进一步的，当爆炸物为TNT和TNP混合物时，纳克级别TNT和TNP在407nm满足线性关系y＝8833.8-2613.8c，R²＝0.9959，在540nm满足线性关系y＝2.57×10⁶-5.7×10⁵c，R²＝0.9978。

上述线性关系式中，y表示对应的光谱积分强度，c为对应的待检测物浓度。R²代表线性关系的拟合准确度。

有益效果：

本发明提供了一种具有多功能核壳结构的β-NaYF4:Yb,Er@NaYF₄上转换纳米材料的新用途，其能够在爆炸物TNT和/或TNP检测中表现出稳定、良好的检测结果，通过光谱强度的分析，可以实时快速高效判断爆炸物的浓度，该检测方法简单、易于推广。

附图说明