一種檢測(cè)甲醛的傳感器及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及化學(xué)分析檢測(cè)領(lǐng)域，特別涉及一種檢測(cè)甲醛的傳感器及其制備方法。一種檢測(cè)甲醛的傳感器，化學(xué)式為(C15H10N3O2)2(C4H4N8S)Zn2。本發(fā)明的傳感器可以實(shí)現(xiàn)對(duì)甲醛分子吸附前后熒光強(qiáng)度的變化對(duì)甲醛分子分子進(jìn)行選擇性定性及定量檢測(cè)，靈敏度高，具有很好的應(yīng)用前景。
【專利說(shuō)明】一種檢測(cè)甲醛的傳感器及其制備方法
[0001]
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明涉及化學(xué)分析檢測(cè)領(lǐng)域，特別涉及一種檢測(cè)甲醛的傳感器及其制備方法。
[0003]
【背景技術(shù)】
[0004]甲醛是一種無(wú)色易溶的刺激性氣體，可經(jīng)呼吸道吸收，能與生物細(xì)胞蛋白質(zhì)結(jié)合，是一種毒性很強(qiáng)的原生質(zhì)物質(zhì)，被國(guó)際癌癥研究所列為致癌物質(zhì)之一，位居劇毒性物質(zhì)控制的第二位。甲醛對(duì)人體健康的影響主要表現(xiàn)在嗅覺(jué)異常、刺激、過(guò)敏、肺功能異常、肝功能異常和免疫功能異常等方面。目前甲醛污染問(wèn)題主要集中于居室、紡織品和食品中。居室裝飾材料和家具中的膠合板、纖維板、刨花板等人造板材中含有大量以甲醛為主的脲醛樹(shù)脂，各類油漆、涂料中都含有甲醛。紡織品在生產(chǎn)加工過(guò)程中使用含甲醛的的物質(zhì)作為樹(shù)脂整理劑，以增加織物的彈性，改善折皺性，還使用含甲醛的陽(yáng)離子樹(shù)脂以提高染色牢度，造成紡織品中甲醛殘留問(wèn)題。另外，因經(jīng)濟(jì)利益驅(qū)使，一些不法分子以甲醛為食品添加劑，如水發(fā)食品加甲醛以凝固蛋白防腐、改善外觀、增加口感，酒類飲料中加入甲醛防止渾濁、增加透明度，這些都會(huì)造成食品的嚴(yán)重污染，損害人體健康?！吨腥A人民共和國(guó)食品衛(wèi)生法》中已明文規(guī)定禁止甲醛作為食品添加劑。由此可見(jiàn)，甲醛污染問(wèn)題已普及到生活中的每一個(gè)角落，嚴(yán)重威脅人體健康，應(yīng)引起人們的高度關(guān)注。甲醛含量已成為當(dāng)今居室、紡織品、食品中污染監(jiān)測(cè)的一項(xiàng)重要安全指標(biāo)。
[0005]

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供具有高度選擇性和靈敏性的檢測(cè)甲醛的傳感器。
[0007]本發(fā)明的另一個(gè)目的在于提供上述傳感器的制備方法。
[0008]一種檢測(cè)甲醛的傳感器，化學(xué)式為(C15HiqN3O2 ) 2 (C4H4N8S) Zn2;其中，C15HiqN3O2為4 ’ -(4H-1，2，4-三唑-4-基)-[I，I’ -聯(lián)苯基]-4-羧酸根，C4H6N8S為二(( IH-四唑-5-基)甲基)硫烷根，所述傳感器為正交晶系，Pzwa空間群，晶胞參數(shù)為a =15.359(2) k,b =12.854(5)K,c =13.735(3) Α, α=β = γ = 90 °,V=2711.62 (6) A3。
[0009]上述檢測(cè)甲醛的傳感器的制備方法為:將有機(jī)化合物4’-(4H-1，2，4_三唑-4-基)_[I，1’-聯(lián)苯基]-4-羧酸、2，2’_硫代二乙酰腈、疊氮化鈉和硝酸鋅溶于水和乙腈的混合溶劑當(dāng)中，其中水和乙腈體積比為1:2，在室溫下攪拌形成混合液A，然后將所述混合液A在水熱條件下反應(yīng)48小時(shí)后得到所述傳感器。
[0010]進(jìn)一步的，所述4’-(4Η-1，2，4-三唑-4-基)-[1，1’_聯(lián)苯基]-4-羧酸(英文為:4’_(4H-1,2,4-triazol-4-yl)-[I, I'-biphenyl]-4-carboxylic acid)、2，2，-硫代二乙酰臆、疊氮化鈉和硝酸鋅的摩爾比為1: 1:2:1。
[0011]進(jìn)一步的，所述的水熱溫度為180°C。
[0012]其中，2，2’_硫代二乙酰腈英文為2，2’_th1diacetonitrile，在水熱條件下，2，2’-硫代二乙酰腈利用鋅離子和疊氮化鈉的催化作用下能夠生成二((IH-四唑-5-基)甲基)硫烷，而二(( IH-四唑-5-基)甲基)硫烷質(zhì)子化后能夠和4 ’-(4H-1，2，4-三唑-4-基)-[I，I’ -聯(lián)苯基]-4-羧酸原位與鋅離子形成一種配合物。而二 (4-( IH-四唑-5-基)苯基)硫烷中四唑環(huán)具有豐富的氮原子，這種形成的特殊結(jié)構(gòu)能夠有效吸附甲醛分子使得該傳感器發(fā)生熒光猝滅現(xiàn)象。
[0013]
本發(fā)明具有如下有益效果:
本發(fā)明的傳感器易于制備，而且在水熱情況下能夠發(fā)生原位反應(yīng)，合成出來(lái)的傳感器化學(xué)穩(wěn)定性好。本發(fā)明的傳感器具有良好的熒光特性，四唑環(huán)結(jié)構(gòu)中富含具有孤對(duì)電子的氮原子，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)甲醛分子吸附前后熒光強(qiáng)度的變化對(duì)甲醛分子分子進(jìn)行選擇性定性及定量檢測(cè)，靈敏度高，具有很好的應(yīng)用前景。
[0014]
【附圖說(shuō)明】
[0015]圖1為本發(fā)明的傳感器吸附甲醛分子的熒光光譜圖。
[0016]
【具體實(shí)施方式】
[0017]下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)的說(shuō)明，實(shí)施例僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，不是對(duì)本發(fā)明的限定。
[0018]實(shí)施例1
將 Immo 14 ’ - (4H-1，2，4-三唑-4-基)-[I，I’-聯(lián)苯基]-4-羧酸、Immo 12，2 ’ -硫代二乙酰腈、2mmo I疊氮化鈉與I mmo I硝酸鋅溶解于5mL水和I OmL乙腈的混合溶液中，常溫?cái)嚢? O分鐘，隨后轉(zhuǎn)移到聚四氟乙烯高壓反應(yīng)釜中，將其放在180°C烘箱中反48小時(shí)，之后以5°C/小時(shí)降至室溫過(guò)濾得到傳感器，產(chǎn)率69.2%(基于鋅)。
[0019]然后將所得的傳感器進(jìn)行單晶表征。
[0020]該傳感器的X射線衍射數(shù)據(jù)是在Bruker Smart Apex (XD面探衍射儀上，用MoKa福射(λ = 0.71073 Α)，以ω掃描方式收集并進(jìn)行Lp因子校正，吸收校正使用SADABS程序。用直接法解結(jié)構(gòu)，然后用差值傅立葉法求出全部非氫原子坐標(biāo)，并用理論加氫法得到氫原子位置(C-H 1.083 Α)，用最小二乘法對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行修正。計(jì)算工作在PC機(jī)上用SHELXTL程序包完成。
[0021]經(jīng)測(cè)試解析可知，該傳感器化學(xué)式為(C15HiqN3O2 ) 2 (C4H4N8S) Zn2;其中，C15HiqN3O2為4 ’ - (4Η-1，2，4-三唑-4-基)_[ I，I’ -聯(lián)苯基]_4_ 羧酸根，C4H6N8S 為二(( I H-四唑-5-基)甲基)硫烷根，所述傳感器為正交晶系，Pzwa空間群，晶胞參數(shù)為a =15.359(2) k,b =12.854(5)K,c =13.735(3) K, α= β= r = 90 °,V=2711.62 (6) A3，Z=2。
[0022]實(shí)施例2
將0.0Olg實(shí)施例1中所得的傳感器研磨成粉末后分散至1mL乙醇溶劑中，然后添加不同濃度的甲醛進(jìn)行熒光光譜測(cè)試，激發(fā)波長(zhǎng)為330nm。熒光光譜圖如圖1所示，從圖中我們可以看出，隨著甲醛的濃度從O增加到10mM，焚光強(qiáng)度逐漸降低，而且，如果添加的是甲醇和丙酮這類物質(zhì)的話不影響本發(fā)明的傳感器熒光強(qiáng)度，其熒光強(qiáng)度基本和濃度為OmM時(shí)類似，因此可以利用熒光強(qiáng)度的變化對(duì)甲醛分子進(jìn)行選擇性定性及定量檢測(cè)。
[0023]
以上所述實(shí)施例僅表達(dá)了本發(fā)明的實(shí)施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對(duì)本發(fā)明專利范圍的限制，但凡采用等同替換或等效變換的形式所獲得的技術(shù)方案，均應(yīng)落在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種檢測(cè)甲醛的傳感器，其特征在于:化學(xué)式為(C15H1QN3O2)2(C4H4N8S)Zn2;其中，C15H1QN3O2為4 ’ - (4H-1，2，4-三唑-4-基)-[I，I ’ -聯(lián)苯基]_4_羧酸根，C4H6N8S為二(( IH-四唑-5-基)甲基)硫燒根。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種檢測(cè)甲醛的傳感，其特征在于，所述傳感器為正交晶系，Pzwa空間群，晶胞參數(shù)為a =15.359(2) k,b =12.854(5) k,c =13.735(3) K, a = β= γ =90 0，V=2711.62 (6) A303.—種制備權(quán)利要求1所述的檢測(cè)甲醛的傳感器的方法，其特征在于:將有機(jī)化合物4 ’ - (4Η-1，2，4-三唑-4-基)-[I，I’ -聯(lián)苯基]_4_羧酸、2，2 ’ -硫代二乙酰腈、疊氮化鈉和硝酸鋅溶于水和乙腈的混合溶劑當(dāng)中，其中水和乙腈體積比為1:2，在室溫下攪拌形成混合液Α，然后將所述混合液A在水熱條件下反應(yīng)48小時(shí)后得到所述傳感器。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的傳感器的制備方法，其特征在于:所述4’-(4Η-1，2，4-三唑-4-基)-[1，1’_聯(lián)苯基]-4-羧酸、2，2’_硫代二乙酰腈、疊氮化鈉和硝酸鋅的摩爾比為1:1:2:1。5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的傳感器的制備方法，其特征在于:所述的水熱溫度為180°C。
【文檔編號(hào)】G01N21/64GK106092977SQ201610361248
【公開(kāi)日】2016年11月9日
【申請(qǐng)日】2016年5月27日
【發(fā)明人】徐偉鵬
【申請(qǐng)人】徐偉鵬