[发明专利]一种水汽荧光传感器及其制备方法

说明书

本发明涉及一种水汽荧光传感器及其制备方法，该水汽荧光传感器由化合物M1和基体材料M2复合得到，本发明设计的该水汽传感器表现出良好的水汽传感性能。M1分子中的醚氧原子与基体材料中的羟基形成氢键，导致其分散于基体表面，从而发出单分散的绿色荧光；由于水分子更易与基体上的羟基形成氢键，当水汽浓度升高时，M1分子从基体材料中游离出来，从而形成橙色的缔合物荧光。该方法具有操作简单、灵敏度高、制备方便、可现场检测等诸多优点，为水传感技术提供了另一种选择。

技术领域

本发明涉及荧光化学传感器领域，特别是涉及一种水汽荧光传感器及其制备方法。

背景技术

水是许多有机溶剂中最常见的杂质，其诊断在实验室化学、精细化工、生物医学分析和 食品加工等许多领域都具有重要意义。卡尔费休滴定法是目前测定有机溶剂中水分含量的常 用方法。它最初是在20世纪30年代开发的，其中水与试剂反应，并转换成非导电性物质。 虽然该技术具有绝对测量、灵敏度高、液体和固体样品均适用、成本低、应用范围广等优点， 但同时存在不容忽视的一些缺点，包括需要专门的设备和熟练的操作人员，限制了它的应用。 电化学和电物理传感器是定量水含量的其他传感机制。它们稳定性高且易于校准和使用，使 其在工业领域得到应用。然而，据报道，这些方法的局限性是缺乏足够的精度和便携性，无 法进行实时分析，而且由于电子特性，容易受到电磁辐射的影响。与上述技术相比，基于荧 光团或发色团材料的光学水传感技术具有操作简单、灵敏度高、制备方便、现场检测方便等 诸多优点，为水传感技术提供了另一种选择。

发明内容

基于此，本发明通过在亚苯基乙烯衍生物上引入亲水性醚链，赋予其双亲性特性，开发出 一种新型水汽荧光传感器。利用硅胶中羟基与醚氧原子及水分子间的氢键作用，诱导传感器 分子发生缔合-解缔合现象，从而展现出显著不同的荧光性质，达到水汽传感的目的。

为实现上述目的，本发明提供的技术方案是：

一种水汽荧光传感器，该水汽荧光传感器由化合物M1和基体材料M2复合得到，化合物 M1的结构式如下：

其中m的范围为1-3。

所述基体材料M2为壳聚糖、纳米纤维素、二氧化硅中的一种。

所述基体材料M2为多孔结构。

水汽荧光传感器的制备方法，包括以下步骤：

a)将2,5-二羟基对苯二甲醛、溴丁烷、无水碳酸钾和溶剂N,N-二甲基甲酰胺一次性投入 圆底烧瓶中，80℃下恒温反应48小时；反应完成后，真空抽滤除去不溶性的无机盐，滤液经 旋转蒸发仪浓缩后，采用甲醇重结晶获得第一反应物1；

b)将第一反应物1、第二反应物2、有机碱及叔丁醇/四氢呋喃混合溶剂一次性投入圆底 烧瓶中；70℃下恒温搅拌反应20分钟；反应完成后，冷却至室温，将反应物倾入水中，用二 氯甲烷萃取，有机相经无水Na₂SO₄干燥，用旋转蒸发仪浓缩后，采用柱色谱法获得目标分子 M1；

c)将步骤b所得M1分子溶于四氢呋喃溶剂中，以此为浸渍液对基体M2进行浸渍，待溶剂干燥后得到最终的水汽荧光传感器。

步骤b)中的有机碱为叔丁醇钾、叔丁醇钠、四丁基氢氧化铵、四甲基胍、1,8-二氮杂二 环十一碳-7-烯中的一种或几种。

步骤c)中浸渍液中M1的浓度范围为0.001-0.005摩尔/升，所述基体材料M2的浸渍时 间在20分钟以上。

本发明还保护所述的水汽荧光传感器在水汽传感材料中的应用。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：