本申请属于化工领域，具体涉及一种用于检测工业废水中重金属离子的荧光探针及其制备方法。利用1,2,4,5‑四氟苯具有分散的“支链结构”，使得聚合物II拥有超支化结构，有效避免了π‑π堆积而带来的自猝灭现象，使得该荧光探针在与重金属离子结合以后，更高效的发射荧光，从而具备作为重金属离子荧光探针的基本条件。另外，席夫碱特殊的C＝N结构，使其能够与带正电的金属离子络合，络合以后，进一步增大了共轭平面，使得荧光强度增大，从而检测出重金属离子的存在。
A fluorescent probe for detecting heavy metal ions in industrial wastewater and its preparation method
【技术实现步骤摘要】
一种用于检测工业废水中重金属离子的荧光探针及其制备方法
本申请属于化工领域，具体涉及一种用于检测工业废水中重金属离子的荧光探针及其制备方法。
技术介绍
重金属原义是指比重大于5的金属(密度大于4.5克每立方厘米的金属)，包括金、银、铜、铁、铅等。重金属污染与其他有机化合物的污染不同。不少有机化合物可以通过自然界本身物理的、化学的或生物的净化，使有害性降低或解除。而重金属具有富集性，很难在环境中降解。而重金属污染在水污染中表现得尤为突出，重金属离子随着污水灌溉田地，重金属会在粮食作为中富集，从而进入人体内部，对人体造成严重伤害。如何快速而灵敏的检测废水中的重金属离子，是处理重金属废水的首要任务。在得知废水中含有重金属以后，可以采取相应的处理措施，高效准确地对废水进行处理。荧光探针，是一种针对特定物质而发生荧光猝灭、增强或位移等的一种探测手段。目前，利用荧光探针检测重金属的报导很多，但是大多数为小分子结构，这些化合物因为存在π-π共轭所以发射荧光，而当浓度过大时，荧光探针常常因为π-π堆积而发生猝灭，这对检测工作造成了极大困扰。基于上述原因，设计专利技术一种新的重金属荧光探针就显得尤为重要。
技术实现思路
本申请提出了一种新型的重金属离子荧光探针，利用席夫碱特殊的C＝N结构，其孤对电子能够与带正电的金属离子络合，形成更大的共轭平面，使得荧光急剧增强，这对检测重金属离子而言，快速且明显。为了实现上述目的，本申请采取的技术手段如下：一种用于检测工业废水中重金属离子的荧光探针，其结构式如下：一种用于检测工业废水中重金属离子的荧光探针，其合成路线如下：一种用于检测工业废水中重金属离子的荧光探针，其制备方法如下：1)取吲哚-3-甲醛溶于溶剂，取碳酸钾投入到上述混合液中，于室温下搅拌10～20min，再加入1,2,4,5-四氟苯，并保持55～85℃下，保温反应60～120min，反应结束后，经过纯化处理得化合物I；2)取步骤1)制备的化合物I，将化合物I溶于THF中，并加入冰醋酸，在室温下搅拌10～15min，再加入对苯二胺，回流8～24h，旋蒸除去溶剂，利用重结晶法提纯得到聚合物II。所述的步骤1)中，溶剂选自甲醇、乙醇或THF中的一种；所述的步骤1)中，吲哚-3-甲醛与1,2,4,5-四氟苯的用量比为5～8:1；所述的步骤1)中，碳酸钾与吲哚-3-甲醛的用量比为0.01～0.03:1；所述的步骤1)中，纯化处理步骤具体为：将溶剂旋蒸干后，利用丙酮重结晶；所述的步骤2)中，化合物I与对苯二胺的用量比为2.5～3:1；所述的步骤2)中，化合物I与冰醋酸的用量比为100～200:1。本申请利用1,2,4,5-四氟苯具有分散的“支链结构”，使得聚合物II拥有超支化结构，有效避免了π-π堆积而带来的自猝灭现象，使得该荧光探针在与重金属离子结合以后，更高效的发射荧光，从而具备作为重金属离子荧光探针的基本条件。另外，席夫碱特殊的C＝N结构，使其能够与带正电的金属离子络合，络合以后，进一步增大了共轭平面，使得荧光强度增大，从而检测出重金属离子的存在。附图说明图1为聚合物II在THF中的紫外光谱图；图2为聚合物II在THF中的荧光光谱图；图3为加入重金属盐后的聚合物II在THF中的荧光光谱图；图4为加入含有重金属离子的工业废水后，聚合物II在THF中的荧光光谱图。具体实施方式本专利技术通过图表对比和实施例来阐明本专利技术，但不以任何形式限制本专利技术。实施例一1)取吲哚-3-甲醛溶于溶剂，取碳酸钾投入到上述混合液中，于室温下搅拌10min，再加入1,2,4,5-四氟苯，并保持55℃下，保温反应120min，反应结束后，经过纯化处理得化合物I；2)取步骤1)制备的化合物I，将化合物I溶于THF中，并加入冰醋酸，在室温下搅拌15min，再加入对苯二胺，回流24h，旋蒸除去溶剂，利用重结晶法提纯得到聚合物II。所述的步骤1)中，溶剂选自甲醇、乙醇或THF中的一种；所述的步骤1)中，吲哚-3-甲醛与1,2,4,5-四氟苯的用量比为5:1；所述的步骤1)中，碳酸钾与吲哚-3-甲醛的用量比为0.01:1；所述的步骤1)中，纯化处理步骤具体为：将溶剂旋蒸干后，利用丙酮重结晶；所述的步骤2)中，化合物I与对苯二胺的用量比为2.5:1；所述的步骤2)中，化合物I与冰醋酸的用量比为100:1。化合物I1H-NMR:(CDCl3,400MHz),δ(ppm):7.31(s,2H),7.55(s,4H),9.61(s,4H),7.60(d,4H),7.0(d,4H),7.1(d,4H),7.4(d,4H)。元素分析：C42H26O4N4:％C77.54(76.89)，％H4.00(3.89)，％O9.85(10.01)，％N8.62(9.19)，括号内为实测值。聚合物II1H-NMR:(CDCl3,400MHz),δ(ppm):7.29(s,2H),7.57(s,8H),7.50(s,8H),7.60(d,8H),7.01(d,8H),7.08(d,8H),7.41(d,8H),7.30(d,8H),7.12(d,8H),6.9(s,4H),6.7(s,4H)。将聚合物II溶于DMSO中，我们通过凝胶渗透色谱分析(GPC)测定了聚合物II的分子量，由结果可知，聚合物II的数均分子量(Mn)为3808，分散度(PDI)为2.318，具体结果如下：实施例二1)取吲哚-3-甲醛溶于溶剂，取碳酸钾投入到上述混合液中，于室温下搅拌20min，再加入1,2,4,5-四氟苯，并保持85℃下，保温反应120min，反应结束后，经过纯化处理得化合物I；2)取步骤1)制备的化合物I，将化合物I溶于THF中，并加入冰醋酸，在室温下搅拌10min，再加入对苯二胺，回流8h，旋蒸除去溶剂，利用重结晶法提纯得到聚合物II。所述的步骤1)中，溶剂选自甲醇、乙醇或THF中的一种；所述的步骤1)中，吲哚-3-甲醛与1,2,4,5-四氟苯的用量比为8:1；所述的步骤1)中，碳酸钾与吲哚-3-甲醛的用量比为0.03:1；所述的步骤1)中，纯化处理步骤具体为：将溶剂旋蒸干后，利用丙酮重结晶；所述的步骤2)中，化合物I与对苯二胺的用量比为3:1；所述的步骤2)中，化合物I与冰醋酸的用量比为200:1。实施例三1)取吲哚-3-甲醛溶于溶剂，取碳酸钾投入到上述混合液中，于室温下搅拌15min，再加入1,2,4,5-四氟苯，并保持65℃下，保温反应100min，反应结束后，经过纯化处理得化合物I；2)取步骤1)制备的化合物I，将化合物I溶于THF中，并加入冰醋酸，在室温下搅拌12min，再加入对苯二胺，回流12h，旋蒸除去溶剂，利用重结晶法提纯得到聚合物II。所述的步骤1)中，溶剂选自甲醇、乙醇或THF中的一种；所述的步骤1)中，吲哚-3-甲醛与1,2,4,5-四氟苯的用量比为6:1；所述的步骤1)中，碳酸钾与吲哚-3-甲醛的用量比为0.02:1；所述的步骤1)中，纯化处理步骤具体为：将溶剂旋蒸干后，利用丙酮重结晶；所述的步骤2)中，化合物I与对苯二胺的用量比为2.6:1；所述的步骤2)中，化合物I与冰醋酸的用量比为150:1。实施例四1)取吲哚-3-甲醛溶于溶剂，取碳酸钾投入到上述混合液中，于室温下搅拌1本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于检测工业废水中重金属离子的荧光探针，其特征在于，其结构式如下：
【技术特征摘要】
1.一种用于检测工业废水中重金属离子的荧光探针，其特征在于，其结构式如下：2.制备如权利要求1所述的用于检测工业废水中重金属离子的荧光探针，其特征在于，其合成路线如下：3.制备如权利要求1所述的用于检测工业废水中重金属离子的荧光探针的方法，其特征在于，其制备方法如下：1)取吲哚-3-甲醛溶于溶剂，取碳酸钾投入到上述混合液中，于室温下搅拌10～20min，再加入1,2,4,5-四氟苯，并保持55～85℃下，保温反应60～120min，反应结束后，经过纯化处理得化合物I；2)取步骤1)制备的化合物I，将化合物I溶于THF中，并加入冰醋酸，在室温下搅拌10～15min，再加入对苯二胺，回流8～24h，旋蒸除去溶剂，利用重结晶法提纯得到聚合物II。4.如权利要求3所述的制备用于检测工业废水中重金属离子的荧光探针的方法，其特征在于，所述的步骤1)中，溶剂选自甲醇、乙醇或THF中的一种。5.如权利要求3所述的制备用于检测工业废水中重金属离...
【专利技术属性】
技术研发人员：徐从燕，姚斌，祁海平，蔡元庚，
申请(专利权)人：徐从燕，
类型：发明
国别省市：山东,37
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