一种用于检测苦味酸的含氮聚合物量子点的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种用于检测苦味酸的含氮聚合物量子点的制备方法。a.将多溴代吡咯的乙醇溶液与氢氧化钠或氢氧化钾的乙醇溶液混合，得混合液A；b.在搅拌条件下，将溶液A在80℃条件下微波辐照10～40min，微波功率为200～500W，得混合液B；c.将混合液B进行离心分离，所得液体转移至最小截留分子量为300的透析袋中，于蒸馏水中透析24～48h，得含氮聚合物量子点水溶液C；d.将水溶液C进行冷冻干燥，即得。本发明专利技术含氮聚合物量子点的制备过程以多溴代吡咯为原料，在微波辅助、碱热条件下，通过多溴代吡咯脱溴环化、氢氧根亲核取代反应，在较低温度下即可反应，合成方法简单，产率高。

【技术实现步骤摘要】
一种用于检测苦味酸的含氮聚合物量子点的制备方法
本专利技术涉及一种用于检测苦味酸的含氮聚合物量子点的制备方法，属于碳基量子点材料和荧光材料制备

技术介绍
碳基量子点是指尺寸小于10nm的含碳材料纳米颗粒(Y.Dong,R.Wang,H.Li,J.Shao,Y.Chi,X.Lin,Carbon,2012,50,2810-2815.)。据文献报道，碳基量子点可分为碳量子点、石墨烯量子点、氮化碳量子点和聚合物量子点(S.Y.Lim,W.Shen,Z.Gao,Chem.Soc.Rev.,2015,44,362-381；S.Barman,M.Sadhukhan,J.Mater.Chem.2012,22,21832-21837；S.Zhu,J.Zhang,L.Wang,Y.Song,G.Zhang,H.Wang,B.Yang,Chem.Commun.,2012,48,10889-10891.)。由于碳基量子点跟金属半导体化合物量子点相比具有诸多优异性能，如低毒、荧光强度高、光化学稳定、水溶性好、容易合成等，在生物成像、光催化、药物输运、能量储存和转换及化学传感等领域受到了广泛研究(S.Y.Lim,W.Shen,Z.Gao,Chem.Soc.Rev.,2015,44,362-381.)。到目前为止，人们发展了许多方法用于碳基量子点的合成，如激光烧蚀法、高温分解法、超声法、微波辐照法、微乳液法、化学氧化法、电化学刻蚀法及溶剂热法等(S.Y.Lim,W.Shen,Z.Gao,Chem.Soc.Rev.,2015,44,362-381.)；但是，有关含氮碳基量子点的报道并不多(S.Zhu,J.Zhang,L.Wang,Y.Song,G.Zhang,H.Wang,B.Yang,Chem.Commun.,2012,48,10889-10891.)。将氮元素引入到碳骨架或将碳基量子点表面氨基功能化，可显著改变其光电子特性、光催化特性和荧光特性(Y.Li,Y.Zhao,H.Cheng,Y.Hu,G.Shi,L.Dai,L.Qu,J.Am.Chem.Soc.,2011,134,15–18.)。现有含氮碳基量子点的制备方法具有诸多缺点，如反应温度高、碳含量低、过程复杂等(M.J.Krysmann,A.Kelarakis,P.Dallas,E.P.Giannelis,J.Am.Chem.Soc.,2012,134,747-750；Y.Yang,J.Cui,M.Zheng,C.Hu,S.Tan,Y.Xiao,Q.Yang,Y.Liu,Chem.Commun.,2012,48,380-382；Y.Wang,L.Dong,R.Xiong,A.Hu,J.Mater.Chem.C,2013,1,7731-7735.)。苦味酸，即2,4,6-三硝基苯酚，是一种烈性炸药，对它的不当使用或失去监管，可导致恐怖事件、环境污染，危害国家、社会安全和人类健康(F.Akhgari,H.Fattahi,Y.M.Oskoei,SensorActuat.BChem.,2015,221,867-878.)。目前对苦味酸的仪器检测方法需要专门的分析仪器(如液相色谱仪、液相-质谱联用仪等)并需对样品进行预处理，因而检测成本高、时效性差。如前所述，碳基量子点具有荧光性强、光化学稳定等特点，利用碳基量子点对痕量苦味酸进行荧光检测，方法简单，响应快、灵敏度高。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术的不足，提供一种用于检测苦味酸的含氮聚合物量子点的制备方法。以多溴代吡咯为原料，通过微波辅助、多溴代吡咯在碱热环境下脱溴环化，在较低温度下(80℃)即可合成含氮量高、产率高、光化学稳定的含氮聚合物量子点。一种用于检测苦味酸的含氮聚合物量子点的制备方法，包括步骤如下：a.将多溴代吡咯的乙醇溶液与氢氧化钠或氢氧化钾的乙醇溶液混合，得混合液A；b.在搅拌条件下，将溶液A在80℃条件下微波辐照10～40min，微波功率为200～500W，得混合液B；c.将混合液B进行离心分离，所得液体转移至最小截留分子量为300的透析袋中，于蒸馏水中透析24～48h，得含氮聚合物量子点水溶液C；d.将水溶液C进行冷冻干燥，得含氮聚合物量子点。根据本专利技术，优选的，所述步骤a中所述的多溴代吡咯为二溴代吡咯、三溴代吡咯或/和四溴代吡咯。根据本专利技术，优选的，所述步骤a中多溴代吡咯的乙醇溶液占混合溶液A的体积百分数为12.5～33.3％。根据本专利技术，优选的，所述步骤a的混合液A中，多溴代吡咯的浓度为27.8～83.3mmolL–1。根据本专利技术，优选的，所述步骤a的混合液A中，氢氧化钠或氢氧化钾的浓度为0.5～1.55molL–1。根据本专利技术，优选的，所述步骤b中的搅拌速率为100～300rmin–1。根据本专利技术，优选的，所述步骤b中的微波功率为200～300W。根据本专利技术，优选的，所述步骤d中冷冻干燥的温度范围为-(30～50)℃、真空度为20～100Pa。根据本专利技术，所述含氮聚合物量子点在荧光检测苦味酸中的应用，步骤如下：将含氮聚合物量子点的水溶液和苦味酸的水溶液混合，得混合液D；在360nm波长的激发光激发下进行荧光检测，记录含氮聚合物量子点水溶液及混合液D的荧光发射光谱；根据发射光谱最佳峰位强度的变化，依据式(I)，计算含氮聚合物量子点的荧光猝灭率：式(I)中，I0和I分别表示量子点水溶液在未添加和添加苦味酸的情况下，其发射光谱的最佳峰位强度。根据本专利技术，所述混合液D中，含氮聚合物量子点的浓度优选为0.0625～0.25mgmL-1，苦味酸的浓度优选为2.15～43μmolL-1。根据本专利技术，所述步骤a中的多溴代吡咯可按照现有技术制备得到，可参考中国专利文件CN104201009A。本专利技术含氮聚合物量子点的形成机理如下：有益效果1、本专利技术含氮聚合物量子点的制备过程以多溴代吡咯为原料，在微波辅助、碱热条件下，通过多溴代吡咯脱溴环化、氢氧根亲核取代反应，在较低温度下(80℃)即可反应。合成方法简单，产率高。2、本专利技术制得的含氮聚合物量子点用于荧光检测痕量苦味酸，荧光响应快，灵敏度高，检测限为4μmolL-1。3、本专利技术制得的含氮聚合物量子点表面富含氨基、羟基、羰基、羧基等官能团，水溶性高。4、本专利技术制得的含氮聚合物量子点氮元素含量高(原子百分含量为10.5％)，颗粒尺寸分布窄，并且在470nm处有较强的荧光。附图说明图1为实施例1所制备的含氮聚合物量子点的氮元素的高分辨XPS谱图；图2为实施例1所制备的含氮聚合物量子点的投射电镜(TEM)图；图3为实施例2所制备的含氮聚合物量子点的扫描探针显微镜(SPM)图；图4为实施例3所制备的含氮聚合物量子点的扫描探针显微镜(SPM)图；图5为实施例1、2、3所制备的含氮聚合物量子点的红外光谱图；图6为实施例1、2、3所制备的含氮聚合物量子点的荧光发射光谱图；图7a为实施例1所制备的含氮聚合物量子点浓度为0.125mgmL-1情况下，改变溶液中苦味酸的含量而得到的系列荧光发射光谱图；图7b为实施例1所制备的含氮聚合物量子点(0.125mgmL-1)和苦味酸(43μmolL-1)混合溶液的荧光发射光谱随时间变化最佳荧光强度变化的关系曲线。具体实施方式下面通过具体实施例本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于检测苦味酸的含氮聚合物量子点的制备方法，包括步骤如下：a.将多溴代吡咯的乙醇溶液与氢氧化钠或氢氧化钾的乙醇溶液混合，得混合液A；b.在搅拌条件下，将溶液A在80℃条件下微波辐照10～40min，微波功率为200～500W，得混合液B；c.将混合液B进行离心分离，所得液体转移至最小截留分子量为300的透析袋中，于蒸馏水中透析24～48h，得含氮聚合物量子点水溶液C；d.将水溶液C进行冷冻干燥，得含氮聚合物量子点。

【技术特征摘要】
1.一种用于检测苦味酸的含氮聚合物量子点的制备方法，包括步骤如下：a.将多溴代吡咯的乙醇溶液与氢氧化钠或氢氧化钾的乙醇溶液混合，得混合液A；b.在搅拌条件下，将溶液A在80℃条件下微波辐照10～40min，微波功率为200～500W，得混合液B；c.将混合液B进行离心分离，所得液体转移至最小截留分子量为300的透析袋中，于蒸馏水中透析24～48h，得含氮聚合物量子点水溶液C；d.将水溶液C进行冷冻干燥，得含氮聚合物量子点。2.根据权利要求1所述的用于检测苦味酸的含氮聚合物量子点的制备方法，其特征在于，步骤a中所述的多溴代吡咯为二溴代吡咯、三溴代吡咯或/和四溴代吡咯。3.根据权利要求1所述的用于检测苦味酸的含氮聚合物量子点的制备方法，其特征在于，所述步骤a中多溴代...

【专利技术属性】
技术研发人员：盖利刚，郭振振，姜海辉，
申请(专利权)人：齐鲁工业大学，
类型：发明
国别省市：山东;37