一种用于同时检测三价铬离子和六价铬离子的荧光聚合物的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种用于同时检测三价铬离子和六价铬离子的荧光聚合物的制备方法，包括如下步骤：(1)制备蓝色碳点和红色碳点，蓝色碳点的激发波长在370nm左右，发射波长在450nm左右，所述蓝色碳点的激发光谱与六价铬离子的吸收光谱完全重叠，通过内滤效应被六价铬离子猝灭；红色碳点的激发波长在570nm左右，发射波长在600nm左右，所述红色碳点可以被三价铬离子基于电子转移猝灭；(2)将蓝色碳点包覆于硅球内部；(3)在包覆有蓝色碳点的硅球表面包覆三价铬离子的荧光印迹层，最终形成具有核壳结构的荧光聚合物，所述荧光印迹层中掺杂有红色碳点，荧光印迹层为介孔结构。该方法得到的荧光聚合物可用于同时检测三价铬离子和六价铬离子。

A preparation method of fluorescent polymer for simultaneous detection of trivalent and hexavalent chromium ions

【技术实现步骤摘要】
一种用于同时检测三价铬离子和六价铬离子的荧光聚合物的制备方法
本专利技术属于检测方法
，具体涉及一种用于同时检测三价铬离子和六价铬离子的荧光聚合物的制备方法。
技术介绍
金属离子以多种离子形态存在于环境中，不同形态的离子毒性不同。因此对环境中金属离子的检测，除检测离子总量外，分别检测每一种形态的离子很重要。在众多金属离子的检测方法中，荧光检测法由于不需要昂贵的仪器、不需要复杂的样品前处理过程、操作简单、测定过程速度快等优势，得到了广泛的应用。目前关于荧光检测铬离子的文献报道，通常只是针对某一种形态离子进行检测，如检测六价铬或检测三价铬，很少有文献报道荧光方法同时检测两种形态的铬离子。即使有文献报道可以同时检测六价铬和三价铬，通常的做法是先将六价铬还原为三价铬进行检测，或者将三价铬通过高锰酸钾或双氧水氧化为六价铬进行检测，没有做到真正意义上的两种铬离子形态同时检测。
技术实现思路
本专利技术的第一个目的是为了解决上述问题，提供一种用于同时检测三价铬离子和六价铬离子的荧光聚合物的制备方法。本专利技术的第二个目的是提供依上述方法得到的荧光聚合物。本专利技术的第三个目的是提供上述荧光聚合物的应用。本专利技术的目的通过以下技术方案来具体实现：一种用于同时检测三价铬离子和六价铬离子的荧光聚合物的制备方法，所述方法包括如下步骤：(1)制备蓝色碳点和红色碳点，蓝色碳点的激发波长在370nm左右，发射波长在450nm左右，所述蓝色碳点的激发光谱与六价铬离子的吸收光谱完全重叠，通过内滤效应被六价铬离子猝灭；红色碳点的激发波长在570nm左右，发射波长在600nm左右，所述红色碳点可以被三价铬离子基于电子转移猝灭；(2)将蓝色碳点包覆于硅球内部；(3)在包覆有蓝色碳点的硅球表面包覆三价铬离子的荧光印迹层，最终形成具有核壳结构的荧光聚合物，所述荧光印迹层中掺杂有红色碳点，荧光印迹层为介孔结构。进一步的，步骤(1)中，蓝色碳点的制备方法为：将1.2g柠檬酸和2.1mL乙二胺溶解于80mL水中，放置于水热反应釜中，烘箱中180℃下反应8h，取出后透析除去未反应的小分子，得到淡黄色的蓝色碳点溶液；红色碳点的制备方法为：将2.8g柠檬酸溶于50mL甲酰胺中，放置于水热反应釜中，烘箱中180℃下反应8h，取出后用0.22μm微孔滤膜滤出大颗粒，透析除去小分子，丙酮沉淀得到固体碳点，然后重新分散于50mL水中，得到棕红色的红色碳点溶液。更进一步的，步骤(2)中，蓝色碳点通过反相微乳液法包覆于硅球内部，具体方法为：将1.8mL曲拉通-100和1.8mL正己醇分散在7.5mL环己烷中，然后加入500μL步骤(1)得到的蓝色碳点溶液，加入60μL浓度28wt％氨水，充分搅拌形成微乳液，加入500μL正硅酸乙酯室温下搅拌反应10h，反应结束后在反应液中加入丙酮破乳，得到白色絮状沉淀，收集白色絮状沉淀，分别用乙醇和水清洗三次，真空干燥备用。再进一步的，步骤(3)中，硅球表面包覆三价铬离子荧光印迹层的方法为：将10mg步骤(2)得到的包覆有蓝色碳点的硅球分散于18mL超纯水中，加入由1mL步骤(1)得到的红色碳点溶液和0.1mmolCr3+组成的混合溶液，加入0.8mL浓度0.2mol/L十六烷基三甲基溴化铵溶液，加入0.1mL浓度0.2mol/LNaOH溶液，加入200μL正硅酸乙酯，混合溶液在黑暗中室温下反应24h，收集白色沉淀物，用体积比8:2的乙醇/丙酮混合溶液清洗去除十六烷基三甲基溴化铵，用0.5mol/LEDTA溶液清洗去除Cr3+，然后用超纯水清洗，真空干燥备用。依上述任一方法得到的荧光聚合物。上述荧光聚合物在荧光光谱法检测三价铬离子和六价铬离子中的应用，所述荧光聚合物在蓝色和红色激发通道内分别通过内滤效应和电子转移实现对六价铬离子和三价铬离子的高选择性荧光检测。进一步的，所述荧光聚合物在待测样品中的浓度为60mg/L。本专利技术具有以下有益效果：本专利技术提供的用于同时检测三价铬离子和六价铬离子的荧光聚合物的制备方法，得到的荧光聚合物用于三价铬离子和六价铬离子的检测具有如下优点：(1)无需将六价铬还原为三价铬，或将三价铬氧化为六价铬的过程，可以直接实现两种形态铬离子的荧光检测；(2)采用两种检测机理实现对两种铬离子的检测，基于蓝色碳点与六价铬离子的内滤效应检测六价铬；基于红色碳点与三价铬离子的电子转移效应检测三价铬离子；(3)采用两种不同的方法消除其他离子对检测带来的干扰，采用将蓝色碳点包覆于硅球内部的方式消除Co2+对检测的干扰；采用离子印迹的方法消除Fe3+、Ag+、Pb2+、Cu2+等对三价铬离子检测带来的干扰；(4)铬离子的印迹层为介孔结构，降低了传质阻力，提高了检测灵敏度；(5)采用红色和蓝色两个独立激发通道实现两种形态铬离子的同时检测，避免了相互间的干扰，检测准确度高。附图说明图1是本专利技术同时检测三价铬和六价铬离子的荧光传感构建方法示意图。图2是实施例2三价铬离子和六价铬离子相互干扰试验的荧光图。图3中的A是实施例4消除对六价铬离子干扰试验的荧光图，B是消除对三价铬离子干扰试验的荧光图。具体实施方式以下对本专利技术的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。本专利技术同时检测三价铬离子和六价铬离子的荧光传感构建方法，主要构建方法如下：(1)制备蓝色碳点和红色碳点，蓝色碳点的激发波长在370nm左右，发射波长在450nm左右，所述蓝色碳点的激发光谱与六价铬离子的吸收光谱完全重叠，通过内滤效应被六价铬离子猝灭；红色碳点的激发波长在570nm左右，发射波长在600nm左右，所述红色碳点可以被三价铬离子基于电子转移猝灭；(2)将蓝色碳点包覆于硅球内部；(3)在包覆有蓝色碳点的硅球表面包覆三价铬离子的荧光印迹层，最终形成具有核壳结构的荧光聚合物，所述荧光印迹层中掺杂有红色碳点，荧光印迹层为介孔结构。荧光聚合物在蓝色和红色激发通道内分别通过内滤效应和电子转移实现对六价铬离子和三价铬离子的高选择性荧光检测。以下实施例中采用的荧光光谱仪型号为F-7000(Hitachi)，所有用到的原料均为市售产品。实施例1荧光聚合物的制备方法如下：1.红色碳点和蓝色碳点的制备(1)蓝色碳点制备：柠檬酸(1.2g)+乙二胺(2.1mL)溶解于80mL水中，放置于水热反应釜中，烘箱中180℃下反应8h。取出后透析除去未反应的小分子，得到淡黄色溶液。其最佳激发波长在350nm，发射波长在440nm。(2)红色碳点的制备：2.8g柠檬酸溶于50ml甲酰胺中，放置于水热反应釜中，烘箱中180℃下反应8h。取出后进行如下处理：①0.22μm微孔滤膜滤出大颗粒，②透析除去小分子，③丙酮沉淀得到固体碳点，然后重新分散于50mL水中得本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于同时检测三价铬离子和六价铬离子的荧光聚合物的制备方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：/n(1)制备蓝色碳点和红色碳点，蓝色碳点的激发波长在370nm左右，发射波长在450nm左右，所述蓝色碳点的激发光谱与六价铬离子的吸收光谱完全重叠，通过内滤效应被六价铬离子猝灭；红色碳点的激发波长在570nm左右，发射波长在600nm左右，所述红色碳点可以被三价铬离子基于电子转移猝灭；/n(2)将蓝色碳点包覆于硅球内部；/n(3)在包覆有蓝色碳点的硅球表面包覆三价铬离子的荧光印迹层，最终形成具有核壳结构的荧光聚合物，所述荧光印迹层中掺杂有红色碳点，荧光印迹层为介孔结构。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于同时检测三价铬离子和六价铬离子的荧光聚合物的制备方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
(1)制备蓝色碳点和红色碳点，蓝色碳点的激发波长在370nm左右，发射波长在450nm左右，所述蓝色碳点的激发光谱与六价铬离子的吸收光谱完全重叠，通过内滤效应被六价铬离子猝灭；红色碳点的激发波长在570nm左右，发射波长在600nm左右，所述红色碳点可以被三价铬离子基于电子转移猝灭；
(2)将蓝色碳点包覆于硅球内部；
(3)在包覆有蓝色碳点的硅球表面包覆三价铬离子的荧光印迹层，最终形成具有核壳结构的荧光聚合物，所述荧光印迹层中掺杂有红色碳点，荧光印迹层为介孔结构。


2.根据权利要求1所述的用于同时检测三价铬离子和六价铬离子的荧光聚合物的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，蓝色碳点的制备方法为：将1.2g柠檬酸和2.1mL乙二胺溶解于80mL水中，放置于水热反应釜中，烘箱中180℃下反应8h，取出后透析除去未反应的小分子，得到淡黄色的蓝色碳点溶液；
红色碳点的制备方法为：将2.8g柠檬酸溶于50mL甲酰胺中，放置于水热反应釜中，烘箱中180℃下反应8h，取出后用0.22μm微孔滤膜滤出大颗粒，透析除去小分子，丙酮沉淀得到固体碳点，然后重新分散于50mL水中，得到棕红色的红色碳点溶液。


3.根据权利要求2所述的用于同时检测三价铬离子和六价铬离子的荧光聚合物的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，蓝色碳点通过反相微乳液法包覆于硅球内部，具体方法为：将1.8mL曲拉通-1...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐守芳，陆宏志，
申请(专利权)人：临沂大学，
类型：发明
国别省市：山东;37