[发明专利]具有多重荧光发射中心的碳量子点作为光学传感器在有机溶剂中痕量水可视化检测中的应用

说明书

本发明属于有机溶剂中水分检测领域，具体涉及一种具有多重激发中心的碳量子点作为光学传感器在有机溶剂中痕量水可视化检测中的应用。将碳量子点溶解于含有痕量水的有机溶剂(如乙醇，DMSO等)中，监测溶液的荧光强度及荧光颜色变化，同时监测溶液吸光度和颜色的变化。本发明所制备的碳量子点可用于有机溶剂中痕量水的肉眼可视化检测。碳量子点具有优良的化学稳定性，荧光性能良好，制备方法工艺简单、易于操作等特点，其作为光学探针用于检测具备响应灵敏，结果准确性和可靠性高，制备成本低，易于推广等优点。

技术领域

本发明属于有机溶剂中痕量水检测技术领域，具体涉及一种具有多重荧光发射中心的碳量子点作为光学传感器在机溶剂中痕量水可视化检测中的应用。

背景技术

水是有机溶剂中最常见的杂质之一，严重危害实验化学和工业生产。例如，在化学中，特别是在有机金属化学中，水的存在会导致反应性有机金属化合物的猝灭，抑制反应或降低产率。此外，由于上述有机金属试剂的高反应性，某些情况下水的存在会直接导致灾难性事故，如火灾和爆炸。在石油为燃料的工业过程中，水的存在会导致发动机性能下降，更重要的是，当温度足够低时，可能会发生乳化和相分离，导致燃料管道堵塞，从而导致发动机损坏和故障。因此，开发简单、快速、可靠的有机产品中水分检测传感器是十分必要的。

传统且广泛使用的水分测定技术是Karl-Fisher滴定法和气相色谱法。然而，这些方法涉及到专业仪器、训练有素的人员、耗时的过程以及无法进行现场和实时可视化监测，在应用上存在一定的局限性。为了规避这些局限性，人们致力于开发用于水检测的光学传感器，光学水传感器具有操作简单、响应速度快、灵敏度高、易于制造和原位检测等特点，被认为是传统分析方法的潜在替代品。基于有机荧光分子的发光水传感器已初步研制成功，但有机分子水探针在强连续紫外线照射下稳定性差，一般难以回收利用，不适合长期监测水含量。除了有机荧光团外，一些其他荧光材料也被用作水传感器，如聚合物、金属配合物、铜纳米团簇等。此类材料存在制备过程繁琐，含有有毒金属离子等问题。因此，有必要开发一种制备工艺简单，化学稳定性强，荧光性能良好的光学传感器用于水的实时可视化检测。

发明内容

本发明创造的目的是针对现有技术存在的问题，提供一种可视化检测有机溶剂中痕量水的方法。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下，具有多重荧光发射中心的碳量子点作为光学传感器在有机溶剂中痕量水可视化检测中的应用，将具有多重荧光发射中心的碳量子点溶解于含有痕量水的有机溶剂中，监测溶液的荧光强度及荧光颜色变化，同时监测溶液吸光度和颜色的变化。

优选地，上述的应用，所述的具有多重荧光发射中心的碳量子点的水溶液的浓度为0.1-10mg/mL。

优选地，上述的应用，所述的有机溶剂为甲醇、乙醇、二甲基亚砜、四氢呋喃和乙酸乙酯中的一种。

优选地，上述的应用，所述的具有多重荧光发射中心的碳量子点的制备方法如下：

1)将邻苯二胺与无机酸混合溶解于超纯水中，得混合溶液；

2)将步骤1)得到的混合溶液置于水热反应釜中进行加热反应；

3)冷却至室温，离心后取上层液，将上层液进行透析后冷冻干燥，得到目标产物。

优选地，上述的应用，所述的无机酸为盐酸，硫酸或硝酸中的一种。

优选地，上述的应用，按摩尔比，邻苯二胺:氢离子＝1:1-2。

优选地，上述的应用，步骤2)中所述的加热反应，温度160～200℃，反应时间6～24小时。

优选地，上述的应用，步骤3)中所述的透析用的透析袋的截留分子量为14kDa。

优选地，上述的应用，步骤3)中所述的冷冻干燥为在-45～-50℃下冷冻干燥8～12h。