[发明专利]一种双向荧光臭氧探针材料及其应用

说明书

本发明公开了一种双向荧光臭氧探针材料及其在臭氧检测中的应用。通过选择经典稳定的多孔MOFs材料UiO‑66‑NH₂为修饰对象，将丁烯修饰的水杨醛共价键合到UiO框架上，获得了一种新型的双向荧光臭氧探针材料（UiO‑66‑butene），该材料能够通过荧光猝灭的方式检测识别臭氧，其荧光猝灭的比例与臭氧浓度呈线性关系，而且不受其它氧化性物质的干扰。此外，通过加入Al³⁺离子，可以将已经猝灭的荧光再次恢复，以荧光增强的形式建立第二识别信号通道。UiO‑66‑butene是首个基于MOFs材料的臭氧探针材料，也是首个具备双向荧光传感能力的臭氧探针材料。

技术领域

本发明属于臭氧检测技术领域，具体涉及一种双向荧光臭氧探针材料及其应用。

背景技术

臭氧(O₃)是保护地球远离致命太阳紫外线辐射的重要物质，因其超强的氧化性，常被用于水体净化、灭菌消毒等多个方面。随着现代科技产品的普及，很多办公家具电器例如复印件、打印机、空气净化器等产品都会产生一定量的臭氧，研究发现当生活环境中臭氧的浓度大于0.1ppm时即会对口腔、鼻腔及眼部粘膜产生强烈刺激，引发一系列炎症等不良反应，过量臭氧的存在也会导致植物枯萎黄斑，氧化家具以及各类仪器设备，是生产生活中不可忽视的重要危害源。因此及时监控空气中的臭氧水平，对于全面建立绿色生态健康社会具有重要意义。

传统的臭氧检测技术主要有碘量法、化学发光法、电位法、紫外吸光度法等，而这些方法均不同程度的存在例如稳定性差、设备复杂、抗干扰能力不强以及操作繁琐等诸多问题，一般均需要在专用的检验场所才可以开展测试工作，严重限制了其应用。荧光探针技术因其快速、准确、灵敏、便携等优点，逐渐成为分析传感领域的主流检测手段，开发基于荧光信号的臭氧定量快速检测技术具有良好的应用前景。

发明内容

针对上述现有技术的不足，本发明选择经典稳定的多孔MOFs材料UiO-66-NH₂为修饰对象，将丁烯修饰的水杨醛共价键合到UiO框架上，获得了一种新型的双向荧光臭氧探针材料(UiO-66-butene)，该材料能够通过荧光猝灭的方式检测识别臭氧，其荧光猝灭的比例与臭氧浓度呈线性关系，而且不受其它氧化性物质的干扰。

为了实现上述发明目的，本发明采用以下技术手段：

一种双向荧光臭氧探针材料，所述探针材料是通过带有氨基的锆基框架材料与丁烯基芳香醛通过席夫碱缩合后得到。

进一步地，所述带有氨基的锆基框架材料为UiO-66-NH₂，所述丁烯基芳香醛为2-(3-烯-1-丁氧)基苯甲醛。

上述双向荧光臭氧探针材料在臭氧识别中的应用。

进一步地，所述臭氧识别是所述双向荧光臭氧探针材料先发生荧光猝灭识别臭氧，再通过添加Al³⁺离子实现荧光增强对臭氧识别进行第二重验证。

上述双向荧光臭氧探针材料在臭氧定量检测中的应用。

上述双向荧光臭氧探针材料在制备臭氧传感器中的应用。

有益效果：本发明的材料能够通过荧光猝灭的方式检测识别臭氧，其荧光猝灭的比例与臭氧浓度呈线性关系，而且不受其它氧化性物质的干扰。此外，通过加入Al³⁺离子，可以将已经猝灭的荧光再次恢复，以荧光增强的形式建立第二识别信号通道。

附图说明

图1为本发明双向荧光臭氧探针材料的合成及其双向荧光传感原理示意图。

图2为本发明中UiO-66-NH₂修饰前后的固体紫外漫反射吸收光谱对比。

图3为本发明中UiO-66-NH₂修饰前后的特征FT-IR光谱对比。