一种可视化检测亚硫酸根离子的化学传感器及合成方法技术

本发明专利技术公开了一种快速检测亚硫酸氢根离子的化学传感器及其制备方法。该化学传感器由3

【技术实现步骤摘要】
一种可视化检测亚硫酸根离子的化学传感器及合成方法


[0001]本专利技术属于分析测试领域，涉及一种能便捷检测亚硫酸根离子的化学传感器及其合成方法。

技术介绍

[0002]由于人类社会对化石能源的不断使用，大量的SO2气体随之产生经转化变为亚硫酸氢根离子(HSO3‑
)，对生态环境以及人类的身体健康造成了严重的影响。同时，亚硫酸氢盐是一种重要的食品添加剂和工业原料，常作为防腐剂、抗菌剂、漂白剂被广泛用于食品、药品、饮品当中。但过量的亚硫酸氢盐会对人体健康构成巨大的潜在威胁，例如会造成人体严重的过敏反应、腹泻、低血压，甚至会导致癌症、心血管疾病和神经疾病。因此，实现对亚硫酸氢盐的检测是十分必要的。
[0003]亚硫酸氢盐在水溶液中很容易解离生成HSO3‑
，因此可以直接测定溶液中HSO3‑
的浓度实现对亚硫酸氢盐的检测。至今，已有许多亚硫酸氢盐的分析检测方法被开发出来，如色谱法(CN107478734A)、氧化滴定法(CN106290330A)、电化学法(CN111060617A)、荧光光谱法(CN107417654A，CN105466894A，CN104804729A，CN109776531A，CN104262287A，CN112209898A)等。但是，这些方法存在着样品前处理复杂、耗时长、操作繁琐、需要昂贵的仪器设备等局限性，给实际应用非常带来了诸多不便。而比色法具有易于操作、检测成本低、耗时短、可以直接观察等优点，在分析检测领域越来越受到重点关注。目前已有的比色法化学传感器(CN105112049A)存在的制备复杂、颜色变化不显著、不易观察的缺点。因此，开发一种选择性好、灵敏度高、抗干扰能力强、颜色变化显著、检测速度快的HSO3‑
的化学传感器具有重要意义。

技术实现思路

[0004]针对上述现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种灵敏度高、选好择性、抗干扰能力强、能快速检测亚硫酸氢根离子的化学传感器及其制备合成方法。本专利技术提供的化学传感器具有以下化学结构：
[0005][0006]本专利技术的有益效果是：
[0007](1)该化学传感器结构简单，易于制备。
[0008](2)该化学传感器对HSO3‑
具有良好紫外吸收响应性，且响应耗时短。
[0009](3)该化学传感器紫外吸收选择性好，抗干扰能力强。
[0010](4)该化学传感器检测方便，无需借助大型仪器就可完成检测。
附图说明
[0011]图1化学传感器对不同检测物的紫外吸收响应性能。
[0012]图2化学传感器与不同检测物作用后的照片。
[0013]图3其它检测物对化学传感器检测HSO3‑
的干扰情况。
[0014]图4化学传感器与不同浓度HSO3‑
作用后的紫外吸收光谱变化。
[0015]图5化学传感器的吸光度与HSO3‑
浓度之间的线性关系。
[0016]图6化学传感器与HSO3‑
作用后紫外吸收强度随时间的变化。
[0017]图7化学传感器与HSO3‑
作用后紫外吸收强度随pH值的变化。
具体实施方式
[0018]下面通过具体实施例对本专利技术进行详细地说明。
[0019]实施例1化学传感器的合成和结构表征
[0020]由3
‑
乙基
‑2‑
甲基苯并噻唑碘化与五氯水杨醛经缩合反应最终得到目标产物。
[0021]化学传感器的合成路线如下：
[0022][0023]合成步骤：
[0024]将3
‑
乙基
‑2‑
甲基苯并噻唑碘化物(0.31g，1mmol)和1
‑
1.2被摩尔当量的五氯水杨醛溶于15mL无水乙醇中，室温搅拌20～24小时，冷却抽滤，用冷乙醇洗涤1～2次，真空干燥得黄色固体，产率79％。通过核磁共振氢谱和碳谱确认该化学分子的结构。1H NMR(500MHz,DMSO)δ:11.15(s,1H),8.42(d,J＝8.0Hz,1H),8.32(d,J＝8.5Hz,1H),8.21(dd,J＝9.2,6.7Hz,2H),8.06(d,J＝15.9Hz,1H),7.89(s,1H),7.81(s,1H),7.45(dd,J＝8.8,2.5Hz,1H),7.03(d,J＝8.8Hz,1H),4.95(d,J＝7.3Hz,2H),1.48(s,3H).
13
C NMR(126MHz,DMSO)δ172.21,157.06,142.37,141.43,133.97,130.03,128.90,128.65,124.91,124.06,122.58,118.74,117.14,113.93,45.05,14.61.
[0025]实施例2化学传感器对HSO3‑
的紫外吸收选择性实验
[0026]如图1所示，在N,N
‑
二甲基亚砜与磷酸缓冲溶液(pH 7.4)以体积比为1:1组成的混合溶液中，加入50μmol/L各种阴离子包括F
‑
,Cl
‑
,Br
‑
,I
‑
,SO
42
‑
,SO
32
‑
,SCN
‑
,NO3‑
,NO2‑
,CH3COO
‑
,CO
32
‑
,ClO
‑
,S2‑
,PO
43
‑
,Cr2O
72
‑
,MnO4‑
,O2‑
和HSO3‑
后，HSO3‑
能够引起化学传感器(10μmol/L)在367nm和541nm处的吸光度显著降低，而其他离子对传感器在这两个波长处的吸光度没有引起显著的改变。说明该化学传感器对HSO3‑
紫外吸收响应具有良好的选择性。
[0027]实施例3化学传感器对HSO3‑
可视化检测实验
[0028]如图2所示，在N,N
‑
二甲基亚砜与磷酸缓冲溶液(pH 7.4)以体积比为1:1组成的混合溶液中，加入50μmol/L各种阴离子包括F
‑
,Cl
‑
,Br
‑
,I
‑
,SO
42
‑
,SO
32
‑
,SCN
‑
,NO3‑
,NO2‑
,CH3COO
‑
,CO
32
‑
,ClO
‑
,S2‑
,PO
43
‑
,Cr2O
72
‑
,MnO4‑
,O2‑
和HSO3‑
后，HSO3‑
能够引起化学传感器(10μ本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于亚硫酸氢根离子便捷检测的化学传感器，其特征具有如下化学结构：2.根据权利要求1所述的一种用于亚硫酸氢根离子便捷检测的化学传感器，其特征在于所述化学传感器的合成方法为：在无水乙醇中加入3
‑
乙基
‑2‑<...

【专利技术属性】
技术研发人员：闫力强，郭鑫涛，朱金彪，
申请(专利权)人：桂林理工大学，
类型：发明
国别省市：