一种低成本可视化快速检测有机溶剂中水份含量的新方法技术

本发明专利技术公开了一种低成本可视化快速检测有机溶剂中的水份含量的新方法，主要是基于碳量子点在含有不同水份的有机溶剂中其荧光强度随含水量的增加而减弱，并且发射波长红移导致碳量子点在紫外灯照射下呈现不同的颜色，从而实现可视化检测的目的，其荧光降低和颜色的变化与有机溶剂中水份含量呈线性相关。本发明专利技术提供的方法简单便捷、成本低、稳定性好、检测速度快，可进一步研制相应的试剂盒和试纸条，以满足现场快速、准确和可视化的检测要求。

【技术实现步骤摘要】
一种低成本可视化快速检测有机溶剂中水份含量的新方法
本专利技术涉及化学分析领域，具体涉及一种低成本可视化快速检测有机溶剂中水份含量的新方法，本专利技术属于检测

技术介绍
水是有机溶剂中最重要的杂质，它能影响许多有机化学反应的正常进展，特别是在化学合成的过程中，许多有机反应需在无水条件下反应，微量水的存在将大大影响产量和反应速率的限制，甚至造成危险(DaltonTrans.,2017,46,7098-7105)。例如，在希夫氏碱合成的反应中，水的存在将会导致反应的终止或者产物产率的降低。一旦涉及到有机金属试剂的反应时，水可以淬灭金属基试剂，并导致催化剂的失活和劣化，如有机锂与格氏试剂反应，由于有机金属试剂的反应活性较高，严重时可能会引起火灾或者爆炸(Chem.Soc.Rev.,2016,45,1242-1256.；J.Mater.Chem.C,2016,4,11050-11054)。在炼油工业过程中，水是精制汽油中的污染物，它会影响燃料燃烧的稳定性，腐蚀储罐，并与微生物的增殖密切相关。而且水的存在不仅会导致发动机性能下降，当温度足够低时，可能会发生乳化和相位分离，导致燃料管道堵塞，损坏发动机引发一系列故障(EnvironmentalChemistryLetters,2015,13,217-222.；RSCAdv.,2016,6,82186-82190)。另外，在一些生产过程中如制药生产、食品加工、生物医学和环境检测等领域中必须控制其在有机溶剂中的含量(Adv.Mater.2012,24,5604-5609.；Chem.Sci.,2018,9,231-237.；Nat.Commun.,2017,8,15985-15995.；Anal.Chem.,2016,88,7429-7434.；ACSAppl.Mater.Interfaces.,2017,9,25600-25605.；Anal.Chem.,2017,89,3768-3772)。因此，对有机溶剂中水份含量进行定量的检测有着重要的意义。卡尔费休滴定(KarlFischertitration,K-F)是测定有机溶剂中痕量水分的经典方法，但其检测过程复杂、耗时，且检测准确度有待于进一步提高。近年来，荧光探针由于其灵敏度高、选择性好、操作简单、成本低等优点显示出了良好的发展潜力。然而，目前大多数策略主要基于有机荧光分子作为检测水的探针，如蒽硼酸酯、噻吩酮、氨基苯并吡喃蒽酮和联二烯基衍生物(ChemicalCommunications,2011,47,4448-4450.；RSCAdvances,2013,3,23255-23263.；ChemicalCommunications,2013,49,7319-7321.；PhysicalChemistryChemicalPhysics,2016,19，1209-1216.；RSCAdvances,2015,5,12191-12201)，这些分子探针容易受到溶剂混合物极性变化的影响，并且仅适用于在有限数量的特定有机溶剂中的水检测，因此，亟需开发简单、便捷、灵敏度高、且成本低的可视化快速检测有机溶剂中水份含量的方法。
技术实现思路
对目标物有机溶剂中的水份含量实现高灵敏、高精准、简单的快速定量检测是分析化学的一个重要研究方向。针对以上存在的问题，我们开发了一种成本低的可视化快速检测有机溶剂中水份含量的新方法。其操作过程简单、成本低，且检测结果具有良好的重现性，确保了检测结果的准确度。为达到上述目的，本专利技术创造的技术方案如下：将碳量子点加入不同水份含量的有机溶剂中，实现对多种有机溶剂中水份含量的定量检测。具体操作方法如下：(1)在不同水份含量的有机溶剂中加入碳量子点，搅拌5秒，使溶液充分混匀，碳量子点的终浓度为50ng/mL，总体系为400μL。而后用荧光分光光度仪检测传感体系的荧光强度，其激发波长为420nm，发射波长范围为450nm-750nm；(2)以传感体系荧光强度为纵坐标，以水份含量为横坐标对检测数据进行处理，然后进行线性拟合，得到线性回归方程；(3)检测实际样品白酒中乙醇含量，在待测样品溶液中加入碳量子点后，用荧光分光光度仪检测传感体系荧光强度，激发波长为420nm，发射波长范围为450nm-750nm；根据步骤(2)得到的线性回归方程计算待测溶液中的水份含量。本专利技术中的碳量子点是自己制备的，制备方法如下：首先将380mg邻苯二胺和530mg多巴胺溶于30mL水中，然后将溶液转移至聚四氟乙烯内衬高压釜中。在200℃下加热8h，自然冷却至室温后，在10000转下离心15分钟，收集悬浮液存放在4℃的冰箱里以备后续实验使用。更具体操作如下:(1)将10μL浓度为2mg/mL溶于丙酮中的碳量子点(终浓度为50ng/mL，总体系为400μL)分别加入含有水份含量为0、0.5％、1.0％、2.0％、5.0％、10％、20％、30％、40％、50％、60％、70％、80％、90％、100％的丙酮中，搅拌5s使溶液充分混合后用荧光分光光度仪检测传感体系的荧光强度，所用激发波长为420nm。(2)将10μL浓度为2mg/mL溶于乙醇中的碳量子点(终浓度为50ng/mL，总体系为400μL)分别加入水份含量为0、5.0％、10％、20％、30％、40％、50％、60％、70％、80％、90％、100％的乙醇中，搅拌5s后用荧光分光光度仪检测传感体系的荧光强度，所用激发波长为420nm。(3)将10μL浓度为2mg/mL溶于四氢呋喃(THF)中的碳量子点(终浓度为50ng/mL，总体系为400μL)分别加入含有水份含量为10％、20％、30％、40％、50％、60％、70％、80％、90％、100％的四氢呋喃中，搅拌5s后用荧光分光光度仪检测传感体系的荧光强度，所用激发波长为420nm。(4)以传感体系的荧光强度为纵坐标，以水份含量为横坐标对检测数据进行处理，然后进行线性拟合，分别得到丙酮、乙醇和四氢呋喃的线性回归方程。(5)检测实际样品白酒时，将10μL浓度为2mg/mL溶于乙醇中的碳量子点(终浓度为50ng/mL)加入不同酒精度数的市售白酒中(390μL)，搅拌5s后用荧光分光光度仪检测传感体系的荧光强度，所用激发波长为420nm，根据步骤(4)所得的乙醇线性回归方程计算待测样品的水份含量。本专利技术所述的方法是一种可视化快速检测有机溶剂中水份含量的新方法。本专利技术合成的新型碳量子点在有机溶剂中以聚集态存在，并且由于其聚集诱导发光增强(aggregation-inducedemissionenhancement,AIEE)的特性而发出明亮的绿色荧光，而水份的加入会促进碳点从聚集态向分散态转变，从而导致荧光强度降低、荧光光谱红移且颜色逐渐转变为橙色。利用碳点的荧光强度与有机溶剂中水份含量成反比的特点，即可得出碳点的荧光强度与水份含量之间的线性关系，从而可以达到对多种有机溶剂如丙酮、乙醇和THF中水份含量的定量检测。在254nm紫外灯的照射下，溶液荧光会从绿色经过黄色逐渐过渡到橙色，具有明显的颜色变化，可以清晰的通过肉眼识别，从而具备了可视化检测的能力。根据本方法检测原理也可开发相应试纸条或试剂盒，以来满足现场等快速、灵敏检本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种低成本可视化快速检测有机溶剂中水份含量的新方法，其特征在于：将碳量子点加入不同水份含量的有机溶剂中，实现对多种有机溶剂中水份含量的定量检测。

【技术特征摘要】
1.一种低成本可视化快速检测有机溶剂中水份含量的新方法，其特征在于：将碳量子点加入不同水份含量的有机溶剂中，实现对多种有机溶剂中水份含量的定量检测。2.根据权利要求1所述一种低成本可视化快速检测有机溶剂中水份含量的新方法，具体操作方法如下：(1)在不同水份含量的有机溶剂中加入碳量子点，搅拌5秒，使溶液充分混匀，而后用荧光分光光度仪检测传感体系的荧光强度，其激发波长为420nm，发射波长范围为450nm-750nm；(2)以传感体系荧光强度为纵坐标，以水份含量为横坐标对检测数据进行处理，然后进行线性拟合，得到线性回归方程；(3)检测实际样品白酒中乙醇含量，在待测样品溶液中加入碳量子点后，用荧光分光光度仪检测传感体系荧光...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘亚青，赵旻阳，王硕，
申请(专利权)人：天津科技大学，
类型：发明
国别省市：天津,12