测定催化剂中铁含量的薄膜荧光传感器及制备方法技术

一种测定催化剂中铁含量的薄膜荧光传感器，包括石英基底片和覆盖于其上的五层荧光传感复合层薄膜，所述的石英基底片包括石英片和负载于石英片上的助组装层，所述的助组装层为邻苯二甲酸二乙二醇二丙烯酸酯层，所述的每一层荧光传感复合层薄膜的上层为镁铝水滑石层，下层为含钙黄绿素二钠盐的聚苯乙烯磺酸根层。该薄膜荧光传感器用于快速测定催化剂中的铁含量，具有良好的准确性，且操作方便、快捷，并可再生重复使用。可再生重复使用。

【技术实现步骤摘要】
测定催化剂中铁含量的薄膜荧光传感器及制备方法


[0001]本专利技术为一种荧光传感器及制备方法，具体地说，是一种用于测定样品中金属离子的薄膜荧光传感器及制备方法。

技术介绍

[0002]催化重整过程是以石脑油为原料，生产高辛烷值汽油和BTX(苯、甲苯、二甲苯)芳烃的过程，同时副产氢气，是现代炼油和石油化工工业中主要加工工艺之一。对于重整催化剂而言，设备器壁和装置上金属零件与水、空气和腐蚀性HCL不断接触，从而引起腐蚀，生成的铁锈与催化剂接触，使重整催化剂的铁含量不断增加。此外，装置开工装剂过程以及反应过程中，也不可避免地将铁引入到催化剂上。铁是重整催化剂常见的金属毒物，能和金属铂强烈结合形成稳定的化合物，造成不可逆的中毒，因此，对重整催化剂中铁含量的检测极为重要。
[0003]重整催化剂中铁含量的测定，常见的测定方法有比色法、原子吸收光谱法和电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP/AES)等。虽然这些方法具有较高的灵敏度，但实验操作条件较为复杂苛刻且耗时较长。因此，开发一种简单快捷的荧光传感器用于重整催化剂中铁含量的检测显得尤为重要。
[0004]荧光传感器因其灵敏度高、可采集信号丰富及使用方便等优点而倍受关注，近年来得到了迅速的发展。荧光传感器主要分为两类：一类是在溶液中使用的均相荧光传感器，另一类是薄膜荧光传感器。薄膜荧光传感器具有可重复性，保持待测体系组分、无试剂消耗、易于器件化等独特的优点。薄膜荧光传感器的研究成为当今单分子层化学研究中最活跃的一个分支，成为近年来的研究热点。
[0005]层状双羟基复合金属氢氧化物(layered double hydroxides，简称LDHs)即水滑石类层状化合物，是一种新型的多功能层状材料，其化学稳定性良好，主体层板骨架带有正电荷，层间的阴离子带有与之相当的负电荷，而且层间通道的物质具有可交换性，因此，可用来制备荧光传感器。CN102053079A公开了一种镁离子荧光传感器及制备方法，使用锌铝水滑石，在其层间插入1-萘胺-3.6.8-三磺酸为荧光材料，用于溶液中镁离子含量测定。
[0006]CN105866087A公开了一种三聚氰胺浓度荧光传感器及制备方法，使用锌铝水滑石或镁铝水滑石前驱体，通过形成变色酸钠盐的纳米银团簇溶液向水滑石前驱体中插入变色酸钠盐，进行层层自组装，制成荧光传感器。该荧光传感器对三聚氰胺有很好的选择性，并在一定范围内呈线性关系。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的在于提供一种测定催化剂中铁含量的薄膜荧光传感器及制备方法，该薄膜荧光传感器用于快速测定催化剂中的铁含量，具有良好的准确性，且操作方便、快捷，并可再生重复使用。
[0008]本专利技术提供的测定催化剂中铁含量的薄膜荧光传感器，包括石英基底片和覆盖于
其上的五层荧光传感复合层薄膜，所述的石英基底片包括石英片和负载于石英片上的助组装层，所述的助组装层为邻苯二甲酸二乙二醇二丙烯酸酯层，所述的每一层荧光传感复合层薄膜的上层为镁铝水滑石层，下层为含钙黄绿素二钠盐的聚苯乙烯磺酸根层。
[0009]本专利技术将荧光指示剂钙黄绿素二钠盐包裹于聚苯乙烯磺酸钠中，和镁铝水滑石层板相结合，利用超分子层层自组装的方法形成荧光传感复合层薄膜，制得荧光传感器。该荧光传感器可用于重整催化剂中铁含量的测定，操作方便、快捷。
附图说明
[0010]图1为本专利技术实例1合成的碳酸根镁铝水滑石(MgAl-CO
3-LDH)和硝酸根镁铝水滑石(MgAl-NO
3-LDH)的X射线衍射(XRD)图。
[0011]图2为本专利技术实例1合成的镁铝水滑石的扫描电镜(SEM)图，其中A为MgAlCO
3-LDH，B为MgAlNO
3-LDH。
[0012]图3为本专利技术各实例使用不同浓度的聚苯乙烯磺酸钠和钙黄绿素二钠盐混合溶液制备的具有五层荧光传感复合层薄膜的荧光传感器的荧光强度值。
[0013]图4为本专利技术实例2制备的有不同层数荧光传感复合层的荧光传感器的紫外-可见光吸收谱图。
[0014]图5为实例2中制备的荧光传感器中不同层数荧光传感复合层薄膜的荧光强度值。
[0015]图6为使用本专利技术实例2制备的荧光传感器测定不同铁离子含量的FeCl3溶液的荧光强度值。
[0016]图7为本专利技术制备的荧光传感器使用前后以及再生后荧光传感器的荧光强度值。
具体实施方式
[0017]本专利技术利用镁铝水滑石主体层板带正电荷和客体分子带有负电荷的特点，采用层层自组装的方法，将客体分子钙黄绿素二钠盐(也称钙黄绿素钠盐，C
30
H
24
N2Na2O
13
)包裹在带强负电荷的聚苯乙烯磺酸根中，与镁铝水滑石纳米片胶体作用，形成荧光传感复合层薄膜。多层荧光传感复合层薄膜之间，含钙黄绿素二钠盐的聚苯乙烯磺酸根即存在于镁铝水滑石层间。在石英基底片上构建(覆盖)五层荧光传感复合层薄膜制得的荧光传感器，可用于重整催化剂中铁含量的定量测定，操作简便、快捷，且准确度高。所述的荧光传感器的水滑石主体层板稳定、无毒，生物相容性良好，与其它聚合物载体相比不易老化，保存时间长；检测过程中不污染待测体系且无试剂损耗；通过EDTA(乙二胺四乙酸)可使用过的荧光传感器荧光信号恢复，即荧光传感器可再生重复使用。
[0018]本专利技术所述的荧光传感器中，所述的石英基底片由石英片和负载于石英片上的助组装层组成，所述的助组装层为邻苯二甲酸二乙二醇二丙烯酸酯，所述的酯可使聚苯乙烯磺酸根牢固地结合在其上，从而使荧光传感复合层薄膜覆盖在其上。
[0019]所述的镁铝水滑石的层板化学组成为[Mg
1-x
Al
x
(OH)2](NO3)
x
，其中0.2≤x≤0.33，x为Al
3+
/(Mg
2+
+Al
3+
)。
[0020]所述的五层荧光传感复合层薄膜的每一层荧光传感复合层薄膜的上层为镁铝水滑石层，下层为含钙黄绿素二钠盐的聚苯乙烯磺酸根层。所述复合层薄膜的下层中的钙黄绿素二钠盐包裹于聚苯乙烯磺酸根中。
[0021]本专利技术所述的荧光传感器，优选用于石脑油催化重整催化剂中铁含量的测定。所述的重整催化剂中载体为氧化铝，负载的活性金属为铂和氯，此外，还可含有金属助剂，所述的金属助剂优选锡或铼。所述催化剂中，以氧化铝载体为基准计的铂含量为0.1～0.5质量％，氯含量为0.5～2.0质量％。可选地，锡含量为0.1～0.5质量％，铼含量为0.2～0.6质量％。
[0022]本专利技术所述荧光传感器的制备方法，包括：
[0023](1)在惰性气体保护下，在镁铝水滑石前体中加入甲酰胺，搅拌下充分反应20～50小时，取上层清液，为镁铝水滑石纳米片胶体，所述的镁铝水滑石前体的组成为[Mg
1-x
Al
x
(OH)2](NO3)
x
˙
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种测定催化剂中铁含量的薄膜荧光传感器，包括石英基底片和覆盖于其上的五层荧光传感复合层薄膜，所述的石英基底片包括石英片和负载于石英片上的助组装层，所述的助组装层为邻苯二甲酸二乙二醇二丙烯酸酯层，所述的每一层荧光传感复合层薄膜的上层为镁铝水滑石层，下层为含钙黄绿素二钠盐的聚苯乙烯磺酸根层。2.按照权利要求1所述的荧光传感器，其特征在于所述镁铝水滑石的层板化学组成为[Mg
1-x
Al
x
(OH)2](NO3)
x
，其中x为Al
3+
/(Mg
2+
+Al
3+
)，0.2≤x≤0.33。3.按照权利要求1所述的荧光传感器，其特征在于所述复合层薄膜的下层中的钙黄绿素二钠盐包裹于聚苯乙烯磺酸根中。4.按照权利要求1所述的荧光传感器，其特征在于所述的催化剂为石脑油催化重整催化剂。5.一种权利要求1所述荧光传感器的制备方法，包括：(1)在惰性气体保护下，在镁铝水滑石前体中加入甲酰胺，搅拌下充分反应20～50小时，取上层清液，为镁铝水滑石纳米片胶体，所述的镁铝水滑石前体的组成为[Mg
1-x
Al
x
(OH)2](NO3)
x
˙
mH2O，其中x为Al
3+
/(Mg
2+
+Al
3+
)，0.2≤x≤0.33，m为层间结晶水的个数，m最大值为0.81-x，(2)配制钙黄绿素二钠盐和聚苯乙烯磺酸钠的混合水溶液，使其中钙黄绿素二钠盐的浓...

【专利技术属性】
技术研发人员：李明哲，周勇，张永汾，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司石油化工科学研究院，
类型：发明
国别省市：