本发明专利技术提供了一种能够检测氯仿气体分子的金属离子配合物荧光探针及其制备方法，该荧光探针的分子式为MnBr4(C
【技术实现步骤摘要】
一种金属离子配合物荧光探针及其制备与在检测氯仿气体分子中的应用
[0001]本专利技术涉及一种金属离子配合物荧光探针及其制备方法，同时涉及该荧光探针在检测氯仿气体分子中的应用，属于先进功能材料和智能传感领域。
技术介绍
[0002]氯仿是工业上一种常用的高挥发性有机原料和溶剂，不仅可以用来生产氟里昂(F
‑
21、F
‑
22、F
‑
23)等，还可用作抗生素、香料、油脂、树脂、橡胶等的溶剂和萃取剂，因此在现代工业中用量巨大。然而氯仿却是一种强毒性的环境污染物，它对人类具有潜在的遗传毒性、诱变性和致癌性，并可对中枢神经系统、心脏、肝脏和肾脏造成致命的损伤，如果在光照下遇空气，还会被氧化生成剧毒的光气。因此，研制一种能够检测空气环境中氯仿气体分子的传感器，对于有效防止氯仿泄漏并危害人体健康具有重要意义。
[0003]近年来，在紫外
‑
可见
‑
近红外区有特征发光的荧光探针因能够通过自身荧光的变化自主感知并响应周围环境的变化，在智能传感领域得到了极大关注，并呈快速发展的态势。针对氯仿，Ncube将偶氮染料修饰的β
‑
环糊精分子接枝成聚合物，作为分子探针对氯仿进行检测，发现当氯仿分子与β
‑
环糊精之间形成主
‑
客体化合物时，荧光基团周围的微环境发生变化，荧光随即被猝灭，即该分子探针能够通过荧光变化对氯仿分子进行检测（Physics and Chemistry of the Earth, 2014, 67
‑
69: 79
‑
85.）。但是上述合成偶氮染料改性β
‑
环糊精环氧氯丙烷共聚物的过程相对复杂，且该探针只能通过荧光/淬灭单一方式对氯仿分子进行探测，且不可重复使用，因而在现实推广应用中存在很大困难。
技术实现思路
[0004]本专利技术的目的是提供一种金属离子配合物荧光探针及其制备方法；本专利技术的目的另一个目的是提供该荧光探针在检测氯仿气体分子中的应用，能够更好地对环境中泄漏的毒性氯仿气体进行智能检测。
[0005]本专利技术使用甲基三苯基溴化膦和四水合溴化锰作为原料通过简单的配位反应即可获得具有光致发光和力致发光性能的MnBr4(C
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P)2金属离子配合物晶体，其晶胞由一个[MnBr4]2‑
阴离子中心和两个[(C6H6)3P(CH3)]+
阳离子配体组成，属单斜晶系。当该金属离子配合物遇到氯仿气体时，氯仿分子可通过扩散进入晶体结构中，使其晶胞变为由两个[MnBr4]2‑
、四个[(C6H6)3P(CH3)]+
和两个CHCl3共同组成，分子式变为C
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H
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Br4MnP2Cl3，属三方晶系，荧光和力致发光性能都会淬灭。更为重要的是，由于氯仿分子与[MnBr4]2‑
和[(C6H6)3P(CH3)]+
间的结合为离子偶极键，分子间作用力较弱，通过100℃左右的高温简单处理10~60 min即可使氯仿分子脱附，并能快速恢复配合物的荧光和力致发光效能。因此，本专利技术的荧光探针不仅可通过光致发光和力致发光两种简便方式对环境中的氯仿气体分子进行智能检测，而且还能多次重复使用，因而应用潜力巨大。
[0006]一、MnBr4(C
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P)2金属离子配合物晶体的制备及发光性能
本专利技术的金属离子配合物荧光探针，是通过甲基三苯基溴化膦和溴化锰之间的配位反应获得，分子式为MnBr4(C
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P)2，晶胞结构由一个[MnBr4]2‑
阴离子中心和两个[(C6H6)3P(CH3)]+
阳离子配体组成，属单斜晶系，P21空间群，兼具光致发光和力致发光两种性能。
[0007]本专利技术金属离子配合物荧光探针的制备方法，是将甲基三苯基溴化膦和四水合溴化锰按2:1的摩尔比加入有机溶剂中，在惰性气氛中，于40~80℃加热回流1~12 h，使甲基三苯基溴化膦和溴化锰之间充分发生配位反应，过滤，得到的滤液置于室温下放置，待有机溶剂缓慢挥发，即可结晶出MnBr4(C
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P)2的金属离子配合物晶体。
[0008]以实施例1制备的金属离子配合物晶体为例，使用单晶衍射仪、荧光分光光度计、紫外灯和相机等设备检测其晶体结构和发光性能。图1为MnBr4(C
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P)2金属离子配合物的晶体结构图，不难发现：在每一个晶胞中都含有一个[MnBr4]2‑
阴离子中心和两个[(C6H6)3P(CH3)]+
阳离子配体，材料的摩尔质量为929.19 g
·
mol
‑1，晶体结构为单斜晶系，属P21空间群，其中晶胞参数a、b和c轴长分别为9.7773(12)、12.5160(14)和16.6131(19)
Å
，α、β和γ轴间夹角分别为90
°
、105.096(2)
°
和90
°
，这些信息表明已经成功制备出分子式为MnBr4(C
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P)2的金属离子配合物晶体。
[0009]从图1的晶体结构图中还可以发现[(C6H6)3P(CH3)]+
阳离子配体之间不仅存在C
‑
H
···
π 相互作用(边对面)，还存在π
···
π(错位面对面)相互作用，使得整个晶体的堆积构型为位错平行堆积模式。相对于C
‑
H
···
π边对面相互作用，π
···
π面对面的相互作用不仅可以促进载流子的分子间转移，而且由于作用力相对较弱，在受到外力时还容易发生断裂，因此该配合物晶体兼具好的荧光和力致发光性能。图2给出了MnBr4(C
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P)2金属离子配合物晶体的发射光谱，可见其发光信号强烈，波峰位置在515 nm附近，发光颜色为Mn
2+
离子的绿色特征光。图3给出了配合物晶体在紫外光下的亮场照片，可见其具有非常强的发光亮度。图3还给出了它被夹在两个玻璃片之间摩擦状态下的照片，可以发现它同样表现出了优异的力致发光效果。这些数据表明本专利技术合成制备的MnBr4(C
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P)2金属离子配合物晶体兼具好的光致发光和力致发光性能。
[0010]二、MnBr4(C
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P)2金属离子配合物晶体对氯仿气体分子的智能检测及重复使用性把MnBr4(C
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P)2金属离子配合物晶体置于倒入少量氯仿溶剂的密闭容器中悬空放置，待氯仿挥发形成蒸汽后，检本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种金属离子配合物荧光探针，其特征在于：该金属离子配合物荧光探针通过甲基三苯基溴化膦和溴化锰之间的配位反应获得，分子式为MnBr4(C
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P)2，晶胞结构由一个[MnBr4]2‑
阴离子中心和两个[(C6H6)3P(CH3)]
+
阳离子配体组成，属单斜晶系，P21空间群，兼具光致发光和力致发光两种性能。2.一种如权利要求1所述的金属离子配合物荧光探针的制备方法，是将甲基三苯基溴化膦和四水合溴化锰按摩尔比2:1加入有机溶剂中，在惰性气氛中，于40~80℃加热回流1~12 h，使甲基三苯基溴化膦和溴化锰之间充分发生配位反应，过滤，得到的滤液置于室温下放置，待有机溶剂缓慢挥发，即可结晶出MnBr4(C
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P)2的金属离子配合物晶体。3.如权利要求2所述的金属离子配合物荧光探针的制备方法，其特征在于：所述有机溶剂为丙酮、丁酮、二氯甲烷中的任意一种。4.如权利要求2所述的金属离子配合物荧光探针的制备方法，其特征在于...
【专利技术属性】
技术研发人员：侯国梁，吴玉礼，崔海霞，陈磊，周惠娣，陈建敏，
申请(专利权)人：中国科学院兰州化学物理研究所，
类型：发明
国别省市：
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