一种稀土发光材料及其制备方法、应用技术

本发明专利技术提供了一种稀土发光材料，所述稀土发光材料具有核壳结构；所述内核为式I所示的化合物和/或式I所示化合物的水合物；Eu(BTC) I；所述壳层为罗丹明6G水合肼。本发明专利技术提供的核壳结构的发光材料，以Eu(BTC)和/或其水合物为核心，以罗丹明6G水合肼为壳层，形成酰胺键相连接核壳结构化合物。该核壳结构稀土发光材料对三硝基苯酚有比率荧光的响应变化，减少由单一荧光强度变化可能引起的测量误差。本发明专利技术的核壳结构稀土发光材料还能够对环境中的三硝基苯酚分子进行富集，提高其检测限。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及稀土发光材料
，涉及一种稀土发光材料及其制备方法、应用，尤其涉及一种稀土发光材料及其制备方法、用于三硝基苯酚比率荧光检测的应用。
技术介绍
荧光比率技术(比率型荧光检测技术)是荧光分析中的一项重要技术。该技术在生物染色剂中，可被紫外线或蓝紫光(短波长光)激发而发射荧光的染料，称为荧光染料(荧光色素)；可被长波长光激发，这些荧光色素常称为荧光探针。荧光探针通常用于固定组织和细胞的染色，以及或活细胞中的应用，此外还包括应用于体内荧光探针。探针通过与分析物(如生命金属离子)进行结合后，引起荧光特性发生变化，通过测定荧光的激发波长、发射波长、荧光强度、峰位、荧光寿命、荧光量子产率和各向异性等，获得相关信息。荧光方法测定中，荧光探针在与反应物结合后，出现激发或发射光谱移位的探针，可使用在两个不同波长测定的荧光强度比率进行测定，称为比率测量。因为通过二个选择性的波长的荧光强度变化可作为定量的依据，通常指在波长范围内有荧光强度明显的变化。三硝基苯酚(2,4,6-trinitrophenol,又名Picricacid，PA)是一种比TNT爆炸威力更强的硝基爆炸物。由于三硝基苯酚在水中的溶解度比较高，因此可能会对人体和环境造成非常大的危害。传统的三硝基苯酚的检测比如气相色谱法和离子迁移法等需要昂贵的设备，不方便在线检测。基于荧光检测的技术虽然是一种造价低廉、响应速度快、便携性好和高灵敏性的检测三硝基苯酚方法。但是目前三硝基苯酚的光学检测方法都是基于荧光淬灭型的，不同程度的存在检测环境变化或仪器自身引起的荧光强度变化产生的误差，以及传感器抗干扰能力差的缺陷。而比率型荧光检测技术能够有效的避免不同检测环境和仪器自身引起的荧光强度变化产生的误差，提高传感器的抗干扰能力。因此，如何得到一种发光材料用于比率型荧光检测技术中，对三硝基苯酚进行检测，已成为业内诸多前沿研究学者广泛关注的焦点。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术要解决的技术问题在于提供一种稀土发光材料及其制备方法、应用，特别是用于三硝基苯酚比率荧光检测技术中的应用，本专利技术设计合成的稀土发光材料，在比率型荧光检测方法中，能够对三硝基苯酚进行检测，而且还能够对环境中的三硝基苯酚分子进行富集，提高其检测限。本专利技术提供了一种稀土发光材料，所述稀土发光材料具有核壳结构；所述内核为式I所示的化合物和/或式I所示化合物的水合物；Eu(BTC)I；所述壳层为罗丹明6G水合肼。优选的，所述罗丹明6G水合肼的分子式为C26H26N4O2；所述内核与壳层通过酰胺键相连接。本专利技术提供了一种稀土发光材料的制备方法，包括以下步骤：A)将铕源、乙酸钠和水混合后，再与H3BTC溶液混合反应后，得到固体产物；B)上述步骤得到的固体产物、羟基琥珀酰亚胺、罗丹明6G水合肼和溶剂再次混合反应后，得到稀土发光材料。优选的，所述铕源包括卤化铕、水合卤化铕、硝酸铕、水合硝酸铕和草酸铕中的一种或多种；所述H3BTC溶液中的溶剂包括乙醇、N,N-二甲基甲酰胺、水、甲醇和甲酰胺中的一种或多种。优选的，所述铕源与所述乙酸钠的摩尔比为1：(2.5～5)；所述H3BTC与所述铕源的摩尔比为1：(0.75～1.5)。优选的，所述步骤A)具体为：A1)将铕源水溶液与乙酸钠混合后，得到第一溶液；将H3BTC与溶剂混合后，得到第二溶液；所述铕源水溶液的浓度为0.005～0.03mol/L；A2)将上述步骤得到的第一溶液和第二溶液混合反应后，后处理得到固体产物。优选的，所述混合反应的时间为0.2～2小时；所述后处理包括过滤、洗涤和干燥中的一种或多种；所述干燥的温度为60～100℃。优选的，所述步骤B)中，所述羟基琥珀酰亚胺与所述铕源的摩尔比为1：(0.6～3)；所述罗丹明6G水合肼与所述铕源的摩尔比为1：(0.66～2.8)；所述溶剂包括N,N-二甲基甲酰胺、水、N,N-二甲基乙酰胺、甲醇和丙酮中的一种或多种；所述溶剂与所述铕源的摩尔比为(500～2000)：1。优选的，所述再次混合反应的时间为12～48小时；所述再次混合反应后，还包括过滤、洗涤和干燥中的一种或多种；所述干燥的温度为100～150℃。本专利技术还提供了上述技术方案任意一项所述的稀土发光材料或上述技术方案任意一项所制备的稀土发光材料在比率型荧光检测三硝基苯酚方面的应用。本专利技术提供了一种稀土发光材料，所述稀土发光材料具有核壳结构；所述内核为式I所示的化合物和/或式I所示化合物的水合物；Eu(BTC)I；所述壳层为罗丹明6G水合肼。与现有技术相比，本专利技术针对现有的荧光淬灭型检测技术在检测三硝基苯酚时，不同程度的存在检测环境变化或仪器自身引起的荧光强度变化产生的误差，以及传感器抗干扰能力差的缺陷。采用比率型荧光检测技术避免不同检测环境和仪器自身引起的荧光强度变化产生的误差，提高传感器的抗干扰能力，进而找到一种相应的发光材料用于比率型荧光检测三硝基苯酚。本专利技术提供的核壳结构的发光材料，以Eu(BTC)和/或其水合物为核心，其中Eu为铕离子，BTC为均苯三羧酸，以罗丹明6G水合肼为壳层，形成酰胺键相连接核壳结构化合物。该核壳结构稀土发光材料对三硝基苯酚有比率荧光的响应变化，减少由单一荧光强度变化可能引起的测量误差。本专利技术的核壳结构稀土发光材料还能够对环境中的三硝基苯酚分子进行富集，提高其检测限。从而有效的解决了现有的用于三硝基苯酚的荧光淬灭型检测方法，存在不同检测环境和仪器自身引起的荧光强度变化产生的误差大，传感器的抗干扰能力差的缺陷。实验结果表明，本专利技术提供的稀土核壳结构发光材料对三硝基苯酚具有非常好的比率荧光响应，可以用于对三硝基苯酚的检测。附图说明图1为本专利技术实施例1制备Eu(BTC)·6H2O对不同浓度的三硝基苯酚的荧光响应图；图2为本专利技术中采用的罗丹明6G水合肼对不同浓度的三硝基苯酚的荧光响应图；图3为本专利技术实施例2制备的核壳结构稀土发光材料对不同浓度的三硝基苯酚的荧光响应图；图4为本专利技术实施例3制备的核壳结构稀土发光材料对不同浓度的三硝基苯酚的荧光响应图；图5为本专利技术实施例制备的中间产物和核壳结构的稀土发光材料的X射线衍射图。具体实施方式为了进一步了解本专利技术，下面结合实施例对本专利技术的优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本专利技术的特征和优点而不是对本专利技术专利要求的限制。本专利技术所有原料，对其来源没有特别限制，在市场上购买的或按照本领域技术人员熟知的常规方法制备的即可。本专利技术所有原料，对其纯度没有特别限制，本专利技术优选采用分析纯或稀土掺杂材料领域常规的纯度即可。一种稀土发光材料，其特征在于，所述稀土发光材料具有核壳结构；所述内核为式I所示的化合物和/或式I所示化合物的水合物；Eu(BTC)I；所述壳层为罗丹明6G水合肼。在本专利技术中，所述稀土发光材料，其内核包括具有通式Eu(BTC)的化合物，本专利技术对所述通式的定义和书写形式没有特别限制，以本领域技术人员熟知的通式的定义和书写形式即可，也可以定义为原子比。本专利技术所述稀土发光材料还包括Eu(BTC)的水合物，本专利技术对所述水合物的具体结构没有特别限制，本领域技术人员可以根据实际应用情况、原料情况以及产品要求进行选择和调整，本专利技术所述水合物优选为六水合物，即Eu(BTC)·6H2O。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种稀土发光材料，其特征在于，所述稀土发光材料具有核壳结构；所述内核为式I所示的化合物和/或式I所示化合物的水合物；Eu(BTC)  I；所述壳层为罗丹明6G水合肼。

【技术特征摘要】
1.一种稀土发光材料，其特征在于，所述稀土发光材料具有核壳结构；所述内核为式I所示的化合物和/或式I所示化合物的水合物；Eu(BTC)I；所述壳层为罗丹明6G水合肼。2.根据权利要求1所述的稀土发光材料，其特征在于，所述罗丹明6G水合肼的分子式为C26H26N4O2；所述内核与壳层通过酰胺键相连接。3.一种稀土发光材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：A)将铕源、乙酸钠和水混合后，再与H3BTC溶液混合反应后，得到固体产物；B)上述步骤得到的固体产物、羟基琥珀酰亚胺、罗丹明6G水合肼和溶剂再次混合反应后，得到稀土发光材料。4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述铕源包括卤化铕、水合卤化铕、硝酸铕、水合硝酸铕和草酸铕中的一种或多种；所述H3BTC溶液中的溶剂包括乙醇、N,N-二甲基甲酰胺、水、甲醇和甲酰胺中的一种或多种。5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述铕源与所述乙酸钠的摩尔比为1：(2.5～5)；所述H3BTC与所述铕源的摩尔比为1：(0.75～1.5)。6.根据权利要求1～5任意一项所述的制备方法，其特征在于，所述步骤A)具体为：A1)将铕源水...

【专利技术属性】
技术研发人员：马和平，李斌，张翼鹤，
申请(专利权)人：中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，
类型：发明
国别省市：吉林;22