一种气态单线态氧检测的碳点试纸的制备及应用制造技术

本发明专利技术公开了一种气态单线态氧检测的碳点试纸的制备及应用，属于分析检测领域。本发明专利技术将将碳源A、B和磷酸水热反应后，得到粗产物；纯化后即可得到碳点，其中，所述碳源A为含有氨基的芳烃化合物，所述碳源B为含有羟基的芳烃化合物，再将上述得到的碳点制成碳点溶液，再加入吸水纸，干燥后即可得到碳点试纸。本发明专利技术制得的碳点试纸能够通过试纸颜色变化的方法定性检测气态单线态氧的存在与否，有效解决了气态单线态氧的检测问题，携带方便，可以用于气态单线态氧的实时检测。气态单线态氧的实时检测。气态单线态氧的实时检测。

【技术实现步骤摘要】
一种气态单线态氧检测的碳点试纸的制备及应用


[0001]本专利技术属于分析检测领域，具体涉及一种气态单线态氧检测的碳点试纸的制备及应用。

技术介绍

[0002]单线态氧是处于激发态的分子氧，属于活性氧的一种。其化学性质活泼，相对于基态的氧分子更不稳定。单线态氧广泛存在于动植物的生理代谢，空气污染物的转化和有机物的降解反应中。由于单线态氧的寿命很短，反应活性高，单线态氧的检测成为了面临的重要挑战。目前，已经发展的检测方法主要有：电子顺磁共振法、分光光度法、化学发光法、色谱法和荧光光度法。虽然现存的检测方法具有很高的灵敏度，但是所用仪器昂贵，操作流程复杂，不能实时检测单线态氧。最近Michael等利用玫瑰红为光敏剂，搭建了产生气态单线态氧的装置，用于杀灭细菌、病毒，从而改善室内空气质量。Alexander Greer教授发展了激光耦合微光反应器，将酞菁玻璃敏化剂颗粒组装进去，使光敏化产生的单线态氧泡进含有可氧化化合物的水溶液中，来检测单线态氧的产生。这些报道都需要搭建复杂的装置，而且都是在水溶液中来测单线态氧的存在。由于单线态氧在水溶液中会减小其寿命，测到单线态氧的量有很大误差。目前，单线态氧仍然局限在水溶液中的荧光变化，来进行定量或定性检测，无法通过简便的试纸进行直观的测定。因此发展一种气态检测单线态氧的简便方法非常重要。
[0003]碳点作为一种极具发展前景的荧光纳米材料，具有良好的水溶性、优异的光稳定性、低毒、荧光发射可调和稳定等特性，近年来引起了广泛的研究兴趣。因此，碳点在发光器件、催化、生物成像和传感器等领域得到了广泛的研究。

技术实现思路

[0004][技术问题][0005]现有单线态氧的测定所需仪器昂贵，操作流程复杂，不能实时检测单线态氧，且都是在水溶液中来测单线态氧的存在，测到单线态氧的量有很大误差。
[0006][技术方案][0007]本专利技术基于上述现有技术的不足，提出了一种气态单线态氧检测的碳点、碳点试纸及其制备方法，用于实时检测气态单线态氧。
[0008]本专利技术的第一个目的是提供一种用于气态单线态氧检测的碳点的制备方法，将碳源A、B和磷酸水热反应后，得到粗产物；纯化后即可得到碳点，其中，所述碳源A为含有氨基的芳烃化合物，所述碳源B为含有羟基的芳烃化合物。
[0009]在本专利技术的一种实施方式中，所述碳源A包括：苯胺、邻苯二胺、对苯二胺、间苯二胺、均苯三胺中的一种或几种；所述碳源B包括：苯酚、邻苯二酚、对苯二酚、间苯二酚、邻苯三酚、均苯三酚中的一种或几种。
[0010]在本专利技术的一种实施方式中，所述碳源A的浓度为0.1
‑
3.0mol/L，碳源B的浓度为
0.025
‑
3.0mol/L。
[0011]在本专利技术的一种实施方式中，所述磷酸的浓度为0.1
‑
1mol/L。
[0012]在本专利技术的一种实施方式中，所述水热反应的温度为140
‑
220℃。
[0013]在本专利技术的一种实施方式中，所述水热反应的时间为4
‑
8h。
[0014]本专利技术的第二个目的是提供上述制备方法制备得到的用于气态单线态氧检测的碳点。
[0015]本专利技术的第三个目的是提供一种气态单线态氧检测的碳点试纸的制备方法，所述方法为：将上述得到的碳点制成碳点溶液，再加入吸水纸，干燥后即可得到碳点试纸。
[0016]本专利技术的第四个目的是提供一种上述制备方法制备得到的气态单线态氧检测的碳点试纸。
[0017]本专利技术的第五个目的是提供一种检测气态单线态氧的方法，所述方法以上述碳点试纸作为测试手段。
[0018]在本专利技术的一种实施方式中，可通过将气态单线态氧通入该碳点试纸，根据碳点试纸是否变色来验证是否存在气态单线态氧。
[0019]本专利技术具有以下有益的技术效果：
[0020]本专利技术通过选用特定的碳源，在磷酸的存在下经过水热反应制备得到能够用于气态单线态氧检测的碳点，再将该碳点制备成碳点试纸，能够通过试纸颜色变化的方法定性检测气态单线态氧的存在与否，本专利技术方法操作步骤简单，将气态单线态氧的检测转为试纸检测，大大减少了检测设备成本，便于携带且易于检测，具有良好的应用前景。
附图说明
[0021]图1单线态氧测定的装置示意图。
[0022]图2为实施例1的碳点的透射电子显微镜图。
[0023]图3为实施例1的碳点水溶液的紫外吸收光谱图。
[0024]图4为实施例1的碳点的红外光谱图。
[0025]图5为实施例1的碳点水溶液的荧光发射光谱图。
[0026]图6为实施例1的碳点水溶液的颜色随在通入单线态氧时间的变化照片。
[0027]图7为实施例1的碳点水溶液对单线态氧的荧光光谱响应。
[0028]图8为实施例1的碳点水溶液对单线态氧的紫外光谱响应。
[0029]图9为实施例1的碳点试纸对气态单线态氧反应前后的照片。
[0030]图10为对比例1的碳点水溶液对单线态氧的荧光光谱响应。
[0031]图11为对比例1的碳点试纸对气态单线态氧反应前后的照片。
具体实施方式
[0032]下面结合实施例对本专利技术作进一步的描述，但本专利技术的实施方式不限于此。
[0033]单线态氧测定的装置：单线态氧测定的装置如下图1所示，将次氯酸钠(NaClO)溶液推入装有过氧化氢(H2O2)的锥形瓶中。NaClO和H2O2反应产生大量单线态氧(1O2)气体，将碳点试纸放在导气管出口处，实时监控单线态氧的生成。
[0034]实施例1
[0035]将0.1mol/L的邻苯二胺和0.05mol/L的邻苯二酚水溶液混合均匀，另加入0.1mol/L的磷酸，将混合溶液超声10min后转移到25mL的反应釜中。在烘箱中升温至180℃并保温6h。当反应釜冷却至室温后，将碳化得到的粗产物溶于超纯水中，经过10000rpm离心20min后得到纯化的碳点溶液。在碳点水溶液中加入吸水纸，干燥后，获得碳点试纸。
[0036]利用透射电子显微镜对碳点的形貌进行观察。如图2所示，所得碳点颗粒分散均匀，平均粒径为14.05nm。
[0037]利用紫外可见分光光度计将所制备的碳点进行紫外光谱测试，结果如图3所示，该碳点材料在290nm处的吸收峰归因于芳香环的π
‑
π
*
跃迁，560nm和613nm处展现出的三个明显的吸收峰归因于碳点表面的分子态。
[0038]通过傅里叶变换红外进行分析碳点表面基团，如图4所示，表明碳点存在丰富的官能团，包括
‑
COOH,
‑
OH,P＝O,N
‑
H,C
‑
H等。
[0039]利用荧光光谱仪对碳点的光学性能进行测试，如图5所示，碳点在最佳激发560nm时的最大发射波长为620nm，半峰宽为23nm。
[0040]为了检测本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于气态单线态氧检测的碳点的制备方法，其特征在于，将碳源A、B和磷酸水热反应后，得到粗产物；纯化后即可得到碳点，其中，所述碳源A为含有氨基的芳烃化合物，所述碳源B为含有羟基的芳烃化合物。2.根据权利要求1所述的一种用于气态单线态氧检测的碳点的制备方法，其特征在于，所述碳源A包括：苯胺、邻苯二胺、对苯二胺、间苯二胺、均苯三胺中的一种或几种；所述碳源B包括：苯酚、邻苯二酚、对苯二酚、间苯二酚、邻苯三酚、均苯三酚中的一种或几种。3.根据权利要求1所述的一种用于气态单线态氧检测的碳点的制备方法，其特征在于，所述碳源A的浓度为0.1
‑
3.0mol/L，碳源B的浓度为0.025
‑
3.0mol/L。4.根据权利要求1～3任一项所述的一种用于气态单线态氧检测的碳点的制备方法，其特征在于，所述磷酸的浓度为0.1
‑
1mol/L。5.根据权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋启军，徐雅兰，王婵，冉国侠，
申请(专利权)人：江南大学，
类型：发明
国别省市：