CO2定量荧光传感材料、制备方法及应用技术

CO2定量荧光传感材料、制备方法及应用，涉及一种CO2检测技术领域，该CO2定量荧光传感材料的制备方法是将9,10‑二丙烯酸蒽溶于溶剂中，配制成5～10mg/mL的第一溶液；将MnCl2或Mn(ClO4)2溶于水，配制成50～100mg/mL的第二溶液；将第一溶液与第二溶液按体积比4:1～1:4进行混合，然后滴加氢离子浓度为0.3～1mol/mL的稀酸，于70～90℃密封加热2～6天，该方法简单，制得的CO2定量荧光传感材料可快速、准确检测CO2的浓度，避免干扰；应用CO2定量荧光传感材料时，利用CO2与胺类化合物反应生成的离子液促使CO2定量荧光传感材料聚集诱导发光，使其荧光显著增强，从而实现快速、准确对CO2浓度的定量荧光检测。

CO

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【技术实现步骤摘要】
CO2定量荧光传感材料、制备方法及应用
本专利技术涉及一种CO2检测
，且特别涉及一种CO2定量荧光传感材料、制备方法及应用。
技术介绍
石化燃料的广泛使用以及相关工业生产排放，导致空气中CO2的排放量逐年增加，且由CO2带来的温室效应已经明显开始影响全人类的正常生活环境，因此快速、准确监测空气中CO2的浓度对于改善人类生活环境具有重要意义。此外，准确监控CO2的浓度对于许多行业也具有重要的应用价值：例如监控农业生产中温室大棚里的CO2含量可以有效提升农作物的产量；医疗体系中监测CO2的浓度有助于减少呼吸疾病，提升人们的健康水平；监控火山气中CO2的浓度水平可以有效预测火山的喷发周期；监控生产设备排放尾气中的CO2可以间接监控设备的运转情况，提升生产效率。因此可以看出，快速、准确监测CO2的浓度对各行各业，乃至人类生存都具有极其重要的意义。CO2作为一种无色无味、化学性质相对惰性的气体，准确对其浓度监测具有较大难度。目前对CO2浓度的监测技术主要有酸碱滴定法、气相色谱法、电化学法及红外光谱法。其中，酸碱滴定法操作极其繁琐，而且准确度差，基本没有应用价值；气相色谱法虽然准确度较高，但所需仪器体积较大，取样步骤复杂，很难应用到现场快速检测中；电化学方法主要利用了CO2与电极作用后带来的电位、电流或电阻的变化实现监测，但其速度慢，容易受到其它酸性气体或水的干扰，应用受到很大限制。红外光谱法是目前监测CO2浓度应用最广泛的技术，其利用CO2的特征羰基吸收，根据郎伯比尔定律计算得到CO2的浓度，具有分析速度快、无污染、便携等特点，但其存在致命缺点：由于CO具有和CO2非常相似的红外吸收，而且在某些情况下很难避免产生CO，因此红外光谱法无法排除CO带来的信号干扰，极大影响了检测的准确度。此外，红外光谱法和电化学法对于水分非常敏感，进一步限制了它们的应用范围。由上可以看出，目前亟需开发一种新型的CO2检测方法，可以排除CO和水的干扰，实现快速、准确检测CO2的浓度，为生产、生活及科研服务。荧光传感作为一种新兴的检测技术具有响应速度快、结果准确、直观可见、便携、易操作等优点，已成为科研的热点技术，被开发应用到各个领域。CO2作为一种无色无味的气体，本身没有荧光信号，且CO2除了表现出微弱酸性外也没有很高的化学反应活性，因此利用荧光手段开发对应的CO2荧光传感技术的难度极大。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种CO2定量荧光传感材料，可快速、准确检测CO2的浓度，避免干扰。本专利技术的另一目的在于提供一种CO2定量荧光传感材料的制备方法，该方法简单。本专利技术的另一目的在于提供一种CO2定量荧光传感材料的应用，利用CO2与胺类化合物反应生成的离子液促使CO2定量荧光传感材料聚集诱导发光，使其荧光显著增强，从而实现快速、准确对CO2浓度的荧光检测。本专利技术解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。本专利技术提出一种CO2定量荧光传感材料的制备方法，其包括以下步骤：将9,10-二丙烯酸蒽溶于溶剂中，溶剂为N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺或N,N-二乙基甲酰胺中的一种，配制成5～10mg/mL的第一溶液；将MnCl2或Mn(ClO4)2溶于水，配制成50～100mg/mL的第二溶液；将第一溶液与第二溶液按体积比4:1～1:4进行混合，然后滴加氢离子浓度为0.3～1mol/mL的稀酸，得到混合溶液；将混合溶液密封加热2～6天，加热温度为70～90℃。进一步地，在本专利技术较佳实施例中，稀酸为稀硝酸或稀盐酸。进一步地，在本专利技术较佳实施例中，加热是密封在玻璃菌种瓶中进行的。一种CO2定量荧光传感材料，其采用上述的CO2定量荧光传感材料的制备方法制得。一种CO2定量荧光传感材料的应用，CO2定量荧光传感材料作为荧光检测材料，用于对CO2进行定量荧光检测。进一步地，在本专利技术较佳实施例中，使用CO2定量荧光传感材料对CO2进行荧光检测的具体方法如下：分别测试CO2定量荧光传感材料对含有不同浓度CO2的CO2/N2混合气的标准荧光光谱，将CO2的浓度记为x，对应的标准荧光光谱的最大发射峰的荧光强度记为y，根据至少10组不同的x、y绘制标准线性对应关系图，获得CO2定量荧光传感材料对含有CO2的气体的荧光光谱的最大发射峰的荧光强度y，与CO2的浓度x之间的线性对应关系；测试CO2定量荧光传感材料对含有未知浓度CO2的待测气体的荧光光谱，将荧光光谱的最大发射峰的荧光强度记为y＇，根据上述线性对应关系，推断出待测气体中CO2的浓度x＇。进一步地，在本专利技术较佳实施例中，测试CO2定量荧光传感材料对含有不同浓度CO2的CO2/N2混合气的标准荧光光谱的方法是：称取1mg的CO2定量荧光传感材料，加入到比色皿中，再加入1mL胺类化合物，通入20～30mL、特定浓度CO2的CO2/N2混合气，通气完毕后，立即封闭比色皿，得到参照液；测试参照液在425～750nm范围内的荧光发射光谱，得到特定浓度CO2对应的标准荧光光谱。进一步地，在本专利技术较佳实施例中，测试CO2定量荧光传感材料对含有未知浓度CO2的待测气体的荧光光谱的方法是：称取1mg的CO2定量荧光传感材料，加入到比色皿中，再加入1mL、与上述胺类化合物相同的化合物，通入与混合气体积相同、含CO2的待测气体，控制待测气体的气体流速与混合气的气体流速相同，通气完毕后，立即封闭比色皿，得到待测液；测试待测液在425～750nm范围内的荧光发射光谱，得到荧光光谱。进一步地，在本专利技术较佳实施例中，测试荧光发射光谱是使用荧光分光光度计进行的，使用前，设置荧光分光光度计的激发波长为402nm。进一步地，在本专利技术较佳实施例中，胺类化合物为二正丙胺、二正丁胺、二正己胺、正丙胺、二乙胺、二异丙胺、正丁胺、二异丁胺、N-甲基哌嗪或N,N-二甲基乙二胺。本专利技术实施例的CO2定量荧光传感材料、制备方法及应用的有益效果是：本专利技术实施例的CO2定量荧光传感材料的制备方法是将将9,10-二丙烯酸蒽溶于溶剂中，配制成5～10mg/mL的第一溶液；将MnCl2或Mn(ClO4)2溶于水，配制成50～100mg/mL的第二溶液；将第一溶液与第二溶液按体积比4:1～1:4进行混合，然后滴加氢离子浓度为0.3～1mol/mL的稀酸，于70～90℃密封加热2～6天，该方法简单，制得的CO2定量荧光传感材料可快速、准确检测CO2的浓度，避免干扰；应用CO2定量荧光传感材料时，利用CO2与胺类化合物反应生成的离子液促使CO2定量荧光传感材料聚集诱导发光，使其荧光显著增强，从而实现快速、准确对CO2浓度的定量荧光检测。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。图1为本专利技术实施例提供的CO2定量荧光传感材料的三维结构示意图；图2为本专利技术实施例提供的CO2定量荧光传感材料中配体的空间排布示意图；图3为本专利技术实施例1提供的CO2定量荧光传感材料对不同浓度的CO2/N2混合气的荧光发射光谱图；图4为本专利技术实施例1提供的CO2定量本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种CO

【技术特征摘要】
1.一种CO2定量荧光传感材料的制备方法，其特征在于，其包括以下步骤：将9,10-二丙烯酸蒽溶于溶剂中，溶剂为N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺或N,N-二乙基甲酰胺中的一种，配制成5～10mg/mL的第一溶液；将MnCl2或Mn(ClO4)2溶于水，配制成50～100mg/mL的第二溶液；将所述第一溶液与所述第二溶液按体积比4:1～1:4进行混合，然后滴加氢离子浓度为0.3～1mol/mL的稀酸，得到混合溶液；将所述混合溶液密封加热2～6天，加热温度为70～90℃。2.根据权利要求1所述的CO2定量荧光传感材料的制备方法，其特征在于，所述稀酸为稀硝酸或稀盐酸。3.根据权利要求1所述的CO2定量荧光传感材料的制备方法，其特征在于，所述加热是密封在玻璃菌种瓶中进行的。4.一种CO2定量荧光传感材料，其特征在于：其采用如权利要求1至3中任一项所述的CO2定量荧光传感材料的制备方法制得。5.一种如权利要求4所述的CO2定量荧光传感材料的应用，其特征在于，所述CO2定量荧光传感材料作为荧光检测材料，用于对CO2进行定量荧光检测。6.根据权利要求5所述的CO2定量荧光传感材料的应用，其特征在于，使用CO2定量荧光传感材料对CO2进行荧光检测的具体方法如下：分别测试CO2定量荧光传感材料对含有不同浓度CO2的CO2/N2混合气的标准荧光光谱，将CO2的浓度记为x，对应的标准荧光光谱的最大发射峰的荧光强度记为y，根据至少10组不同的x、y绘制标准线性对应关系图，获得CO2定量荧光传感材料对含有CO2的气体的荧光光谱的最大发射峰的荧光强度y，与CO2的浓度x之间的线性对应关系；测试CO2定...

【专利技术属性】
技术研发人员：解明华，杨秀丽，邵荣，侯贵华，关荣锋，
申请(专利权)人：盐城工学院，
类型：发明
国别省市：江苏,32