[发明专利]一种基于三联吡啶的过渡金属离子荧光化学传感器及其制备方法

说明书

本发明涉及一种基于三联吡啶的过渡金属离子荧光化学传感器及其制备方法，属于过渡金属离子荧光化学传感器技术领域。本发明基于三联吡啶的过渡金属离子荧光化学传感器的结构式为其中，Ar为亲水性单体；n为重复单元数，n为0～6；R为烷基链，C原子数＝6‑30；x、y、z为三种单体的相对比例，x+y+z＝100％，其中x＝0.2～10％，z＝0.2～10％；将9,9‑二烷基芴为结构单元的共轭烯类单体、4‑(4'‑2,2':6',2”–三联吡啶)苯乙烯、亲水性单体和偶氮二异丁腈加入至1,4‑二氧六环中，在温度为75～85℃下搅拌反应6～10h，置于二氯甲烷中沉降得到无规共聚物即基于三联吡啶的过渡金属离子荧光化学传感器；其中9,9‑二烷基芴为结构单元的共轭烯类单体的结构式为其中，n为重复单元数，n＝0～6；R为烷基链，C原子数＝6‑30。

技术领域

本发明涉及一种基于三联吡啶的过渡金属离子荧光化学传感器及其制备方法，属于过渡金属离子荧光化学传感器技术领域。

背景技术

过渡金属离子广泛存在于环境和生物体中，有些离子如Fe²⁺、Zn²⁺等对生命过程具有非常重要的作用，有些离子如Cd²⁺等则具有毒害作用。另外，很多离子的作用性质还依赖于其具体浓度。因此，快速、准确、方便地检测这些离子是环境监测、工业生产、生物医药、食品安全等领域提出的重要课题。

传统的化学滴定等方法存在监测速度慢，数据重复性差，环境因素影响较大，其操作要求较高，检测下限浓度有限等缺点；另外，一些有机/聚合物化学传感器的应用场景多数是有机溶剂，无法在水介质体系中应用，大大限制了其在生命过程、环境领域的直接应用。

因此开发出在水体系中的高效荧光传感器具有重要意义。

发明内容

本发明针对现有过渡金属离子荧光化学传感器的问题，提供一种基于三联吡啶的过渡金属离子荧光化学传感器及其制备方法，即以亲水性单体为主单体，引入荧光共轭单体芴衍生物和4-(4'-2,2':6',2”–三联吡啶)苯乙烯(TPY)合成亲水共聚物即聚合物金属离子荧光化学传感器。

一种基于三联吡啶的过渡金属离子荧光化学传感器，结构式如下所示：

其中，Ar为亲水性单体；n为重复单元数，n为0～6；R为烷基链，C原子数＝6-30；x，y，z为三种单体的相对比例，x+y+z＝100％，其中x＝0.2～10％，z＝0.2～10％；亲水性单体为丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酰胺或甲基丙烯酰胺。

所述基于三联吡啶的过渡金属离子荧光化学传感器的制备方法，具体步骤如下：

将9,9-二烷基芴为结构单元的共轭烯类单体、4-(4'-2,2':6',2”–三联吡啶)苯乙烯、亲水性单体、和偶氮二异丁腈加入至1,4-二氧六环中，在温度为75～85℃下搅拌反应6～10h，置于二氯甲烷中沉降得到无规共聚物即基于三联吡啶的过渡金属离子荧光化学传感器；

其中亲水性单体为丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酰胺或甲基丙烯酰胺；

9,9-二烷基芴为结构单元的共轭烯类单体的结构式为

其中，n为重复单元数，n＝0～6；

R为烷基链，C原子数＝6-30。

进一步的，所述n为1～6时，9,9-二烷基芴为结构单元的共轭烯类单体的制备方法为

(1)2-溴芴的合成：在避光、氮气氛围、温度为-5～10℃条件下，将溴/三氯甲烷混合溶液逐滴滴加至芴/催化剂/三氯甲烷混合溶液中并搅拌反应3～5h，洗涤、过滤、干燥，再在DCM-甲醇中重结晶得到2-溴芴；