苯系物可视化传感材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及一种苯系物可视化传感材料及其制备方法和应用，主要解决现有技术中选择性差、操作复杂、成本高的问题。本发明专利技术通过采用一种苯系物可视化传感材料，为以3,8‑二‑(三甲基硅乙炔基)‑1,10‑菲咯啉为配体、2‑氟苯乙炔为辅助配体的二价金属铂配合物，所述配合物分子式为Pt

【技术实现步骤摘要】
苯系物可视化传感材料及其制备方法和应用
本专利技术涉及一种苯系物可视化传感材料及其制备方法和应用，属于传感器材料的制备和应用领域。
技术介绍
苯系物被广泛用于工业生产及人们的日常生活中，但由于大多数苯系物(如苯、甲苯、二甲苯、氯苯、硝基苯等)具有较强的挥发性，在其生产、储运和使用过程中均会由于挥发而造成大气污染。苯系物在大气中光化学反应活性较高，对大气中光氧化剂(如臭氧和过氧乙酰基硝酸酯等)和二次有机气溶胶的形成有相当作用，破坏生态环境。另外，苯系物具有强致癌性，长期吸入苯系物会导致再生性贫血、白血病、肾脏和中枢神经系统损伤等多种严重疾病。因此，发展高灵敏度、高选择性和操作简单的苯系物蒸气检测方法具有重要意义，可对环境中的苯系物做出预警，减少对环境和人体的危害。苯系物测定方法有气相色谱法(GC)、气相色谱/质谱联用(GC/MS)技术、高效液相色谱法、荧光分光光度法、膜导入质谱法、比色管检测法等。目前，气相色谱法是通用的检测苯系物的分析手段。气相色谱/质谱法由于具有较高的分离能力和定性鉴别能力，具有高的灵敏度和可信度，也已经被广泛应用于环境监测领域。此外，利用光纤传感器、二极管激光器红外光谱和金属氧化物半导体传感器等方法也能实现对苯系物蒸气的检测。这些方法具有检测速度快、灵敏度高以及应用范围广等特点，但其技术含量高、样品预处理繁琐、操作程序相对复杂、仪器价格昂贵、且需要特定的实验条件和专业人员进行操作。材料颜色的变化是最简单直接的检测方法，即利用蒸气变色材料来实现对有机蒸气分子的识别和检测。蒸气变色材料在与特定有机蒸气分子结合后，材料的激发态能级会发生改变，宏观上呈现出材料颜色变化，从而实现对特定蒸气分子的可视化识别。与传统检测方法相比，这种利用蒸气变色材料对有机蒸气进行检测识别的方法具有较高的灵敏度和选择性、操作简单、检测结果直观、检测成本低等优点。因此，利用蒸气变色材料对有机蒸气分子进行检测和识别在环境监测领域具有广阔的应用前景。目前的化学传感器成本高、选择性差、工作温度高、样品预处理繁琐、操作程序相对复杂、且需要特定的实验条件和专业人员进行操作，因此开发选择型好、成本低、检测直观、室温下操作的蒸气变色传感材料，以一种最简单直接的方式检测识别气体或蒸气具有十分重要的意义。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题之一是现有技术中选择性差、操作复杂、成本高的问题，提供一种新的苯系物可视化传感材料，具有识别选择性好、操作简单、成本低的优点。本专利技术所要解决的技术问题之二是提供一种与解决的技术问题之一相对应的苯系物可视化传感材料的制备方法。本专利技术所要解决的技术问题之三是提供一种与解决的技术问题之一相对应的苯系物可视化传感材料的应用。为解决上述问题之一，本专利技术采用的技术方案如下：一种苯系物可视化传感材料，为以3,8-二-(三甲基硅乙炔基)-1,10-菲咯啉为配体、2-氟苯乙炔为辅助配体的二价金属铂配合物，所述配合物分子式为PtII(TMSC≡CPhenC≡CTMS)(C≡CC6H4F-2)2，其中TMSC≡CPhenC≡CTMS为3,8-二-(三甲基硅乙炔基)-1,10-菲咯啉，C≡CC6H4F-2为2-氟苯乙炔，配合物结构式如下：为解决上述问题之二，本专利技术采用的技术方案如下：一种苯系物可视化传感材料的制备方法，所述配合物是由Pt(TMSC≡CPhenC≡CTMS)Cl2与在碘化亚铜和二异丙胺存在下，与2-氟苯乙炔反应而来；Pt(TMSC≡CPhenC≡CTMS)Cl2、2-氟苯乙炔、碘化亚铜、二异丙胺摩尔比为1：2～3：0.02～0.06：50～100，反应溶剂为二氯甲烷、氯仿，反应温度为25～60℃，反应时间为12～36h。上述技术方案中，优选地，所述Pt(TMSC≡CPhenC≡CTMS)Cl2是由3,8-二-(三甲基硅乙炔基)-1,10-菲咯啉与二氯亚砜氯化铂PtCl2(DMSO)2反应而来；3,8-二-(三甲基硅乙炔基)-1,10-菲咯啉与二氯亚砜氯化铂的摩尔比为1:0.8～1.2，反应溶剂为乙腈，反应温度为25～80℃，反应时间为12-36h，更优选地，所述反应溶剂为乙腈，反应温度为35～60℃，反应时间为20-30h。上述技术方案中，优选地，所述配合物对苯系物蒸气具有可视化识别作用，当材料吸附这些苯系物蒸气后，材料颜色均由黄色变为橙红色。上述技术方案中，优选地，所述配合物对包括烷烃类、氯代烃类的VOCs及包括H2S、NH3的小分子气体均无变色效应。上述技术方案中，优选地，所述苯系物包括苯、甲苯、二甲苯、氯苯、硝基苯中的至少一种。为解决上述问题之三，本专利技术采用的技术方案如下：苯系物可视化传感材料在苯系物蒸气的可视化识别中的应用。本专利技术的目的在于提供一种基于二价金属铂配合物的用于检测和识别环境中的苯系物蒸气的变色材料；本专利技术另一目的提供了一种基于二价金属铂配合物的用于检测和识别苯系物蒸气的变色材料的制备方法，本专利技术提供的蒸气变色材料对苯系物蒸气的识别具有较高灵敏度和选择性、检测方法直观、重现性好、检测成本低、设备小巧便携、操作简单等优点。本专利技术提供的蒸气变色材料可负载在各种基底材料上，做成各种类型的试纸、检测盒等。本专利技术提供的蒸气变色材料具有很好的重复利用性，可多次重复使用，进一步降低检测成本，取得了较好的技术效果。下面通过实施例对本专利技术作进一步的阐述，但不仅限于本实施例。具体实施方式实施例1[3,8-二-(三甲基硅乙炔基)-1,10-菲咯啉]二氯化铂的制备：称取3,8-二-(三甲基硅乙炔基)-1,10-菲咯啉(37mg，0.1mmol)、二甲基亚砜氯化铂(34mg，0.08mmol)与100mL反应瓶，加入20mL无水乙腈，室温下搅拌12小时。将反应溶液抽干，用二氯甲烷提取在硅胶柱上分离即得产物，产率70％。变色材料的制备：称取Pt(TMSC≡CPhenC≡CTMS)Cl2(128mg，0.2mmol)于100mL反应瓶中，加入20mL二氯甲烷溶剂，搅拌下加入2-氟苯乙炔(48mg，0.4mmol)、碘化亚铜(0.8mg，0.004mmol)、二异丙胺(1g，10mmol)，室温下搅拌12小时。将反应液直接在硅胶柱上分离即得产物，产率72％。材料变色测试：将配合物PtII(TMSC≡CPhenC≡CTMS)(C≡CC6H4F-2)2置于苯蒸气氛围中，材料颜色很快有原来的黄色变为橙红色，当吸附苯蒸气的橙红色固体置于二氯甲烷蒸气氛围下，材料由橙红色又变为原始的黄色。重复多次，材料变色性能基本无影响。实施例2[3,8-二-(三甲基硅乙炔基)-1,10-菲咯啉]二氯化铂的制备：称取3,8-二-(三甲基硅乙炔基)-1,10-菲咯啉(37mg，0.1mmol)、二甲基亚砜氯化铂(42mg，0.1mmol)与100mL反应瓶，加入20mL无水乙腈，50℃下加热反应24小时。将反应溶液抽干，用二氯甲烷提取在硅胶柱上分离即得产物，产率85％。变色材料的制备：称本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种苯系物可视化传感材料，为以3,8-二-(三甲基硅乙炔基)-1,10-菲咯啉为配体、2-氟苯乙炔为辅助配体的二价金属铂配合物，所述配合物分子式为Pt

【技术特征摘要】
1.一种苯系物可视化传感材料，为以3,8-二-(三甲基硅乙炔基)-1,10-菲咯啉为配体、2-氟苯乙炔为辅助配体的二价金属铂配合物，所述配合物分子式为PtII(TMSC≡CPhenC≡CTMS)(C≡CC6H4F-2)2，其中TMSC≡CPhenC≡CTMS为3,8-二-(三甲基硅乙炔基)-1,10-菲咯啉，C≡CC6H4F-2为2-氟苯乙炔，配合物结构式如下：





2.一种权利要求1所述苯系物可视化传感材料的制备方法，所述配合物是由Pt(TMSC≡CPhenC≡CTMS)Cl2与在碘化亚铜和二异丙胺存在下，与2-氟苯乙炔反应而来；Pt(TMSC≡CPhenC≡CTMS)Cl2、2-氟苯乙炔、碘化亚铜、二异丙胺摩尔比为1：2～3：0.02～0.06：50～100。


3.根据权利要求2所述苯系物可视化传感材料的制备方法，其特征在于反应溶剂为二氯甲烷、氯仿，反应温度为25～60℃，反应时间为12～36h。


4.根据权利要求2所述苯系物可视化传感材料的制备方法，其特征在于所述Pt(TMSC≡CPhenC≡CTMS)Cl2是由3,8-二-(三甲基硅乙炔基)-1,10-菲...

【专利技术属性】
技术研发人员：李莹，肖安山，杨静怡，张红星，闫柯乐，林雨，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石油化工股份有限公司青岛安全工程研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11