一种表面活性剂稳定的疏水铜纳米团簇胶体溶液及其制备方法与应用技术

本发明专利技术涉及一种表面活性剂稳定的疏水铜纳米团簇胶体溶液的制备与检测Fe

【技术实现步骤摘要】
一种表面活性剂稳定的疏水铜纳米团簇胶体溶液及其制备方法与应用


[0001]本专利技术涉及一种表面活性剂稳定的疏水铜纳米团簇胶体溶液及其制备方法与应用，属于新材料领域。

技术介绍

[0002]荧光物质经常被选作荧光探针来检测有毒物质。其原理是被检测物质和荧光物质之间发生相互作用继而影响荧光物质的发光情况，从而达到检测的目的。金属纳米团簇作为一种新型荧光物质，具有体积小、独特电子结构、大的Stokes位移和优良的分子光学性能，已成为有机染料和半导体量子点的有力替代品。金属纳米簇由于其存在配体
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金属电荷转移，金属
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金属作用，配体
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配体之间的π
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π堆积作用，具有独特的发光现象，因此金属纳米簇可以作为荧光探针来检测毒害物质。
[0003]在所有发光金属纳米团簇中，铜纳米团簇(Cu NCs)由于其丰富的地球资源、相对低廉的成本、无毒和优良的生物相容性受到了广泛的关注。关于铜纳米团簇也有诸多文献报道，如：中国专利文献CN115305082A(申请号：CN202211062891.4)公开了一种包埋铜纳米簇的MOF材料及其制备方法和应用。该方法包括：通过一锅法以咪唑
‑2‑
羧醛和Zn(Ac)
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2反应生成ZIF
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90,将铜纳米簇包埋在MOF结构中，制成所述包埋铜纳米簇的MOF材料；其中，所述铜纳米簇具有聚集诱导荧光效应，所述铜纳米簇能够在聚集状态下发橙色荧光。又如：中国专利文献CN115015197A(申请号：CN202210649003.2)公开了一种铜纳米簇复合物的制备方法及应用，具体步骤如下：制备谷胱甘肽同时作为配体和还原剂的铜纳米簇，将铜纳米簇与三聚氰胺
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甲醛树脂微球混合制备铜纳米簇复合物探针，解决了铜纳米簇稳定性差和荧光量子产率低的问题，并实现了对甲基对硫磷较高灵敏度和选择性的检测，具备制备过程简单、价格低廉和检测性能灵敏的优点。
[0004]由于铜暴露在空气中容易发生表面氧化，所以大多数方法制备的Cu NCs不稳定，通常形成较大的Cu颗粒，很难直接实现Cu NCs的稳定发光。因此，如何将不稳定的Cu NCs转化为稳定的Cu NCs仍然是一个挑战。
[0005]表面活性剂的分子结构具有两亲性：一端含有亲水基，一端含有疏水基，被誉为工业味精。随着工业的发展和新技术、新工艺、新材料的不断涌现，表面活性剂的应用范围也日趋广泛。利用表面活性剂的两亲性质可以增溶很多疏水物质，比如疏水药物、稀土配合物、碳纳米管、富勒烯、稠油等。至今还未有利用表面活性剂的增溶能力将疏水性铜簇稳定在含水的混合溶剂中并诱导其发光的报道。
[0006]当铁离子在水中累积超过0.3M时，对人体和自然水环境有害，因此，对水体中铁离子含量进行检测非常重要。检测铁离子的传统方法包括电感耦合等离子光谱法、原子发射和原子吸收光谱法等，这些方法大多需要精密分析仪器设备，而且测试样品准备过程繁琐等，不便于广泛使用。
[0007]中国专利文献CN115340867A公开了一种绿色荧光碳点GB
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CDs制备方法，其以绿豆
为原材料，通过一步水热法获得荧光碳点GB
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CDs并可以用来检测溶液中的Fe
3+
。中国专利文献CN115321518A公开了一种新型硼掺杂碳量子点的制备及其在检测Fe
3+
中的应用，以酒石酸、精氨酸、硼酸为原料，使用水热合成法制备表面含有丰富官能团的硼掺杂碳量子点，该碳量子点可以在水中均匀分散，对Fe
3+
具有良好的荧光检测选择性。然而，现有铁离子检测技术的荧光探针，不仅制备方法复杂，而且环保性较差，因此，需要研发一种检测铁离子的新型探针。

技术实现思路

[0008]针对现有技术的不足，本专利技术提供一种表面活性剂稳定的疏水铜纳米团簇胶体溶液及其制备方法与应用。本专利技术的表面活性剂稳定的疏水铜纳米团簇胶体溶液不仅制备方法简单，经济性高，无污染且对铁离子检测敏感性高。
[0009]术语说明：
[0010]Cu4I4：是一种四核的铜纳米团簇，配体为三苯基膦。由于配体间的π
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π作用，配体向金属的电荷转移作用、配体向金属
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金属电荷转移作用以及金属
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金属的相互作用，Cu4I4具有微弱的发光性质，但量子产率接近0。
[0011]Tyloxapol：是一种高分子非离子表面活性剂，由7个Triton X
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100分子聚合而成，平均聚合度为7，相对分子质量为4611，具有很低的临界胶束浓度、良好的增溶性和很好的耐温抗盐性。Tyloxapol分子中含有苯环，存在π
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π堆积作用，具有荧光现象。
[0012]SDS：是一种常见的阴表面活性剂，中文名为十二烷基硫酸钠，平均分子量为288，常用作乳化剂、灭火剂、发泡剂及纺织助剂。
[0013]SDBS：是一种常见的阴离子型表面活性剂，中文名十二烷基苯磺酸钠，平均分子量为348，白色或淡黄色粉状或片状固体。
[0014]本专利技术是通过如下技术方案实现的：
[0015]一种表面活性剂稳定的疏水铜纳米团簇胶体溶液，该胶体溶液是由Cu4I4的有机溶剂溶液与表面活性剂水溶液混合而成。
[0016]根据本专利技术，优选的，所述的有机溶剂为二甲基亚砜(DMSO)。
[0017]根据本专利技术，优选的，所述的Cu4I4在有机溶剂中的浓度为0.1
‑
3mM。
[0018]根据本专利技术，优选的，表面活性剂为Tyloxapol。
[0019]根据本专利技术，优选的，表面活性剂水溶液的浓度为0.3
‑
3mM。
[0020]根据本专利技术，优选的，Cu4I4的有机溶剂溶液与表面活性剂水溶液的体积比为(3
‑
5)：(4
‑
7)。
[0021]最为优选的，Cu4I4的有机溶剂溶液与表面活性剂水溶液的体积比为4：6。
[0022]最优选，Cu4I4的有机溶剂溶液与表面活性剂水溶液的体积比为4:6。
[0023]根据本专利技术，优选的，混合后胶体溶液中，表面活性剂的总浓度为0.2
‑
2mM，Cu4I4总浓度为0.1
‑
1.25mM。
[0024]根据本专利技术，优选的，所述的Cu4I4按如下方法制备得到：
[0025]将CuI分散在二氯甲烷(CH2Cl2)溶液中，搅拌均匀，加入三苯基膦，室温下充分搅拌，抽滤，得到白色粉末状固体；
[0026]将白色粉末状固体加入到过量的乙腈溶液中，超声分散均匀，除去过量的CuI，抽
滤，乙腈洗涤，得到的固体粉末溶于DMSO溶液中，静置分层，上层逐滴加入甲醇溶液扩散，三天后即得Cu4I4粉末。
[0027]根据本专利技术，优选的，CuI分散在CH2本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种表面活性剂稳定的疏水铜纳米团簇胶体溶液，该胶体溶液是由Cu4I4的有机溶剂溶液与表面活性剂水溶液混合而成。2.根据权利要求1所述的表面活性剂稳定的疏水铜纳米团簇胶体溶液，其特征在于，所述的有机溶剂为二甲基亚砜(DMSO)。3.根据权利要求1所述的表面活性剂稳定的疏水铜纳米团簇胶体溶液，其特征在于，所述的Cu4I4在有机溶剂中的浓度为0.1
‑
3mM。4.根据权利要求1所述的表面活性剂稳定的疏水铜纳米团簇胶体溶液，其特征在于，表面活性剂为Tyloxapol。5.根据权利要求1所述的表面活性剂稳定的疏水铜纳米团簇胶体溶液，其特征在于，表面活性剂水溶液的浓度为0.3
‑
3mM。6.根据权利要求1所述的表面活性剂稳定的疏水铜纳米团簇胶体溶液，其特征在于，Cu4I4的有机溶剂溶液与表面活性剂水溶液的体积比为(3
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5)：(4
‑
7)，混合后胶体溶液中，表面活性剂的总浓度为0.2
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2mM，Cu4I4总浓度为0.1
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1.25mM。7.根据权利要求1所述的表面活性剂稳定的疏水铜纳米团簇胶体溶液，其特征在于，所述的Cu4I4按如下方法制备得到：将CuI分散在二氯甲烷(CH2Cl2)溶液中，搅拌均匀，加入三苯基膦，室温下充分搅拌，抽滤，得到白色粉末状固体；将白色粉末状固体加入到过量的乙腈溶液中，超声分散均匀，除去过量的CuI，抽滤，乙腈洗涤，得到的固体粉末溶于DMSO溶液中，静置分层，上层逐滴加入甲醇溶液扩散，三天后即得Cu4I4粉末；CuI分散在CH2Cl2中的浓度为2
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5mmol
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L
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【专利技术属性】
技术研发人员：辛霞，王志成，孙頔，张闪闪，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：发明
国别省市：