一种鲁米诺发光功能化纳米氮化硼及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种鲁米诺发光功能化纳米氮化硼及其制备方法，属于纳米材料和化学发光技术领域。本发明专利技术的鲁米诺发光功能化纳米氮化硼由纳米氮化硼与鲁米诺连接而成。其制备方法利用鲁米诺在碱性条件下直接超声辅助液相剥离宏观立方氮化硼制备纳米氮化硼。该方法具有简单、高效、廉价、反应条件温和等优点，制备得到的纳米氮化硼的粒径和形貌，可以由宏观立方氮化硼与鲁米诺的比例以及超声时间和温度进行调控，并且所得的纳米氮化硼具有优良的化学发光特性。

Luminol luminescent functionalized nano boron nitride and preparation method thereof

The invention discloses luminol luminescent functionalized nano boron nitride and a preparation method thereof, belonging to the field of nanometer materials and chemiluminescence technology. The Lumino luminescent functionalized nano BN is made up of nano BN and Lumino. The preparation method is based on Lumino's direct ultrasonic assisted liquid phase separation of boron nitride from boron nitride under alkaline conditions. The method has the advantages of simple, efficient, cheap, mild reaction conditions and so on. The size and morphology of the prepared nano boron nitride can be controlled by the ratio of the macro cubic boron nitride to Lumino and the time and temperature of ultrasound, and the obtained nano boron nitride has excellent chemiluminescence properties.

【技术实现步骤摘要】
一种鲁米诺发光功能化纳米氮化硼及其制备方法
本专利技术涉及纳米材料和化学发光
，具体涉及一种鲁米诺发光功能化纳米氮化硼及其制备方法。
技术介绍
鲁米诺因其结构简单、易于合成，广泛用作各种化学发光分析检测的发光试剂。但因其化学发光具有较高的背景干扰而在应用上受到一定限制。近年来，为满足样品中痕量目标物的超灵敏检测的需求，化学发光功能化的贵金属纳米材料受到了研究者的广泛关注。目前关于鲁米诺功能化的纳米材料文献报道中，其功能化仅局限于贵金属纳米金、银的表面发光功能化。利用巯基乙酸作为偶联试剂，将鲁米诺连接到纳米金的表面，鲁米诺直接还原氯金酸制备鲁米诺功能化纳米金。虽然，基于鲁米诺发光功能化的贵金属纳米金、银粒子因其特有的光学性质、催化性质和生物相容性等被广泛用于生物分析和免疫分析。但总所周知，贵金属因其地球储量少使得以其为生物分析的化学发光探针具有检测成本高昂的缺点，并且，贵金属纳米粒子在强酸、强碱及高浓度电解质溶液中容易发生团聚，严重影响其化学发光效果，不利于用于复杂体系中分析物的检测。为此，寻找高地球储量、低成本的贵金属纳米粒子替代材料对于降低生物分析成本和提高检测灵敏度是非常必要的。此外，过渡金属纳米氧化物(如纳米MnO2、纳米TiO2和纳米Fe3O4等)虽然能够增强鲁米诺的发光强度，提高化学发光生物分析灵敏度，但是，这些过渡金属氧化物是容易被氧化的，并且耐酸碱性能差。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种鲁米诺发光功能化纳米氮化硼及其制备方法，以解决现有基于鲁米诺发光功能化的发光材料成本高、易氧化、耐酸碱性能差的问题。本专利技术解决上述技术问题的技术方案如下：一种鲁米诺发光功能化纳米氮化硼的制备方法，包括：(1)将宏观立方氮化硼溶液与鲁米诺溶液混合制得悬浊液，其中，宏观立方氮化硼与鲁米诺的摩尔比为(5-100)：1；(2)将所述悬浊液在超声功率为30-100W、温度为10-45℃的条件超声分散1-12h，过滤，制得纳米水溶胶；以及(3)将所述纳米水溶胶进行离心纯化，制得鲁米诺发光功能化纳米氮化硼。本专利技术将纳米氮化硼与鲁米诺连接，鲁米诺通过极性键B-N键和N-N键以及氮化硼优异的吸附性能连接在所述氮化硼纳米的表面，形成具有化学发光功能的纳米氮化硼。纳米氮化硼由于其低尺寸和特殊的边缘结构在能量、催化、超导和光学中显示出独特的性能，不仅具有良好的润滑性和高热导率，并且拥有较宽的能量带隙、良好的稳定性、抗氧化性、高温绝缘性能、无毒性、生物相容性、耐腐蚀性等。此外，极性的B-N键和其高比表面积纳米结构提供了各种良好的吸附性能，因此，纳米氮化硼极易和鲁米诺形成B-N和N-N键，形成鲁米诺高度聚集在纳米氮化硼表面的化学发光功能化纳米材料。并且，由于纳米氮化硼在紫外到红外光区几乎零吸收性能，极适合作为发光检测基底材料，用于提高分析灵敏度、降低检测成本。本专利技术所指的宏观立方氮化硼是指尺寸大于纳米级的氮化硼。进一步地，在本专利技术较佳的实施例中，上述宏观立方氮化硼溶液的浓度为5-400mmol/L。进一步地，在本专利技术较佳的实施例中，上述鲁米诺溶液的浓度为1-20mmol/L，鲁米诺溶液由0.1mol/L的NaOH溶液作为溶剂配制而成。进一步地，在本专利技术较佳的实施例中，步骤(2)中，所述悬浊液在30-100W、15-25℃的条件超声分散6-10h。进一步地，在本专利技术较佳的实施例中，步骤(3)中，离心纯化的具体步骤为：将所述纳米水溶胶在8000-13000r/min的条件下离心20-60min，然后用纯水洗涤。进一步地，在本专利技术较佳的实施例中，步骤(3)中，将所述纳米水溶胶在10000-13000r/min的条件下离心20-40min。进一步地，在本专利技术较佳的实施例中，将离心纯化步骤重复2-5次。上述的制备方法制备得到的鲁米诺发光功能化纳米氮化硼。进一步地，在本专利技术较佳的实施例中，上述鲁米诺化学发光功能化纳米氮化硼的形貌可呈单层片状、堆积薄片状、纳米量子点、链状或网状结构，其中，鲁米诺化学发光功能化纳米氮化硼片层的平均大小范围为50-800nm，平均厚度为2-10nm。本专利技术鲁米诺发光功能化纳米氮化硼由氮化硼纳米粒子和氮化硼纳米薄片与鲁米诺连接而成，鲁米诺通过极性键B-N和共价键N-N连接或通过范德法力吸附在所述氮化硼纳米粒子和氮化硼纳米薄片的表面。本专利技术具有以下有益效果：本专利技术提供了一种新的纳米氮化硼的合成方法，该方法具有简单、高效、反应条件温和等优点。本专利技术首次采用鲁米诺碱性溶液超声辅助液相剥离宏观立方氮化硼成纳米氮化硼，在剥离过程中鲁米诺同时作为剥离试剂和保护试剂，氢氧化钠辅助剥离并为纳米氮化硼提供丰富的羟基以增加其在水中的分散量，在进行光反应时无需再加入其他反应试剂。本专利技术所合成的纳米氮化硼的形貌和粒径，可由鲁米诺的用量和超声时间及超声温度来进行调控。具体地，增加超声时间，所得到的鲁米诺发光功能化纳米氮化硼的片层大小逐渐减少，厚度逐渐减小；逐渐增加浓度，可依次得到单层、少层氮化硼纳米薄片、氮化硼纳米量子点；逐渐增加鲁米诺的量，可以依次得到单层、少层纳米氮化硼、自组装成链状、网状结构发光功能化的纳米氮化硼。由本方法所得到的纳米氮化硼为鲁米诺发光功能化的纳米氮化硼，其表面键合发光试剂鲁米诺，该发光功能化的纳米氮化硼具有优良的化学发光特性；其表面键合有丰富的羟基，该发光功能化的纳米氮化硼具有优良的水溶液分散性和稳定性。附图说明图1为不同超声时间剥离的鲁米诺发光功能化纳米氮化硼的紫外-可见吸收光谱图，其中：A：100mL包含0.4mol宏观立方氮化硼悬浊液+2mL10mmol/L的鲁米诺，25℃下超声8小时，得到的紫外吸收光谱图；B：100mL包含0.4mol宏观立方氮化硼悬浊液+2mL10mmol/L的鲁米诺，25℃下超声10小时，得到的紫外吸收光谱图。图2为鲁米诺发光功能化纳米氮化硼的紫外-可见吸收光谱图，其中：A：纯鲁米诺水溶液的紫外-可见吸收光谱图；B：初始鲁米诺发光功能化纳米氮化硼的紫外-可见吸收光谱图；C：鲁米诺发光功能化纳米溶液与双氧水作用之后的紫外-可见吸收光谱图。图3为不同超声时间剥离的鲁米诺发光功能化纳米氮化硼的傅里叶变换红外吸收光谱图，其中：A：100mL包含0.4mol宏观立方氮化硼悬浊液+2mL10mmol/L的鲁米诺，25℃下超声8小时，得到的红外吸收光谱图；B：100mL包含0.4mol宏观立方氮化硼悬浊液+2mL10mmol/L的鲁米诺，25℃下超声10小时，得到的红外吸收光谱图。图4为超声剥离8小时的鲁米诺发光功能化氮化硼对不同氧化剂的紫外-可见吸收光谱图，其中：A：初始鲁米诺发光功能化纳米氮化硼的紫外-可见吸收光谱图；B：初始鲁米诺发光功能化纳米氮化硼和硝酸银作用后的紫外-可见吸收光谱图；C：初始鲁米诺发光功能化纳米氮化硼和双氧水作用后的紫外-可见吸收光谱图；D：初始鲁米诺发光功能化纳米氮化硼和铁氰化钾作用后的紫外-可见吸收光谱图。图5为超声剥离10小时的鲁米诺发光功能化氮化硼对不同氧化剂的紫外-可见吸收光谱图，其中：A：初始鲁米诺发光功能化纳米氮化硼的紫外-可见吸收光谱图；B：初始鲁米诺发光功能化纳米氮化硼和硝酸银作用后的紫外-可见吸收光谱图；C：初始鲁米诺发光功能化纳米氮化硼和本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种鲁米诺发光功能化纳米氮化硼的制备方法，其特征在于，包括：(1)将宏观立方氮化硼溶液与鲁米诺溶液混合制得悬浊液，其中，宏观立方氮化硼与鲁米诺的摩尔比为(5‑100)：1；(2)将所述悬浊液在超声功率为30‑100W、温度为10‑45℃的条件超声分散1‑12h，过滤，制得纳米水溶胶；以及(3)将所述纳米水溶胶进行离心纯化，制得鲁米诺发光功能化纳米氮化硼。

【技术特征摘要】
1.一种鲁米诺发光功能化纳米氮化硼的制备方法，其特征在于，包括：(1)将宏观立方氮化硼溶液与鲁米诺溶液混合制得悬浊液，其中，宏观立方氮化硼与鲁米诺的摩尔比为(5-100)：1；(2)将所述悬浊液在超声功率为30-100W、温度为10-45℃的条件超声分散1-12h，过滤，制得纳米水溶胶；以及(3)将所述纳米水溶胶进行离心纯化，制得鲁米诺发光功能化纳米氮化硼。2.根据权利要求1所述的鲁米诺发光功能化纳米氮化硼的制备方法，其特征在于，所述宏观立方氮化硼溶液的浓度为5-400mmol/L。3.根据权利要求2所述的鲁米诺发光功能化纳米氮化硼的制备方法，其特征在于，所述鲁米诺溶液的浓度为1-20mmol/L，所述鲁米诺溶液由0.1mol/L的NaOH溶液作为溶剂配制而成。4.根据权利要求1所述的鲁米诺发光功能化纳米氮化硼的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述悬浊液在30-100W、15-25℃的条件超声分散6...

【专利技术属性】
技术研发人员：何毅，黄伟，
申请(专利权)人：西南科技大学，
类型：发明
国别省市：四川,51