一种用于水相中铜离子与氰根离子的可视化检测的聚合物的制作方法_2

文档序号:9211370阅读:来源:国知局
R (400MHz, CD Cl3) : 165. 62, 159. 27, 131. 94, 122. 25, 119. 81, 71. 74, 70. 46, 70. 30, 70. 28, 70. 24, 70. 04, 6 9. 23, 68. 47, 58. 46, 52. 94.
[0038] 步骤2 :
的合成:
[0039] 将步骤I所得产物(0. 4g, lmmol)溶于15mL乙醇中,加入ImL水合肼,回流反应 过夜后终止,旋干反应液,加入30mL乙醚洗涤析晶,过滤得0. 22g白色产物,收率55%。1H NMR (400MHz, DMS〇-d6) : δ = 9. 79 (s, 2H), 7. 87 (s, 2H), 7. 49 (s, 2H), 4. 51 (br, 4H), 4. 19 (t, J =8Hz, 2H), 3. 78 (t, J = 6Hz, 2H), 3. 61-3. 41 (m, 12H), 3. 23 (s, 3H). 13C NMR (400MHz, DMSO -d6) : 165. 59, 158. 74, 135. 22, 118. 98, 115. 94, 115. 66, 71. 72, 70. 41, 70. 27, 70. 22, 70. 02, 69. 24, 68. 07, 58. 56.
[0040] 步骤3 :聚合物材料的合成:
[0041] 将1当量的步骤2所得的产物与1当量的二醛类化合物(结构如下)溶于甲醇中, 回流反应24小时后冷却至室温,过滤,干燥,即可得黄色固体产物。溶于水相中后,可直接 用于离子检测。
[0042]
[0043] 本实施例中所得到的聚合物重均分子量为31287,数均分子量为18951,分子量分 布为1. 65。所得到的聚合物材料水溶液放置3个月以上性能不变。
[0044] 实施例2 :聚合物材料的离子识别
[0045] 仪器与试剂,H-NMR,13C-NMR 使用 400MHz Bruker Biospin avance III 型核磁共 振仪测定;紫外-可见光谱使用Lambda 900测定(Icm石英液池);所用金属离子为三氟磺 酸盐或高氯酸盐,使用的阴离子均为其四丁基铵盐,溶剂为自来水。其他试剂均为市售分析 纯。
[0046] 2. 1、聚合物材料的阳离子识别性能研究
[0047] 分别取2. 4mL实施例1中制备的聚合物(13 μ g/mL)的水溶液于一系列的3mL石英 液池中,再分别加入 Zn2+、Fe2+、Fe3+、Mg2+、Na +、K+、Mn2+、Ni2+、Cd2+、Eu 3+、Cu21々JC^t(15yM), 混合均匀后放置1-2分钟,使用紫外可见光谱仪观察聚合物对各个金属离子的响应。结果 参见图2。
[0048] 图2为聚合物材料(13 μ g/mL)在水相中对各种不同金属离子(15 μ M)紫外可见 吸收光谱图。从图中可以看出,所述聚合物对铜离子具有良好的选择性。
[0049] 2. 2、聚合物材料对阳离子响应的可视化研究
[0050] 分别取ImL实施例1中制备的聚合物(13 μ g/mL)的水溶液于一系列的5mL试剂 瓶中,加入金属离子Zn2+、Fe2+、Mn2+、Ni2+、Cd 2+、Cu2+的水溶液(15 μ M),混合均匀后放置1-2 分钟。其中,含有Cu2+的溶液变为黄色,含有其他金属离子的溶液为无色。
[0051] 可见,在铜离子浓度达到15μΜ时(低于国家标准(GB 3838-2002)),即可实现对 铜离子的裸眼识别。
[0052] 2. 3、聚合物材料的阴离子识别性能研究
[0053] 分别取2. 4mL实施例1中制备的聚合物(13 μ g/mL)的水溶液于一系列的3mL石 英液池中,再分别加入Zn2+的水溶液(18. 5 μ M),混合均匀后放置1-2分钟。再往上述石 英液池中分别加入 Γ、cr、Γ、OAc' 0ΤΓ、NO3' HSO4' H2PO4' PPi、ClO4' 的水溶液 (120 μ M),混合均匀后放置1-2分钟,使用紫外可见光谱仪观察聚合物对各个阴离子的响 应。结果见图3。
[0054] 图3为聚合物材料(13 μ g/mL)与锌离子(18. 5 μ Μ)在水相中作用后,对各种不同 阴离子(120 μ Μ)紫外可见吸收光谱图。结果表明,该聚合物在Zn2+存在下对CN-具有良好 的选择性。
[0055] 2. 4、聚合物材料对阴离子响应的可视化研究
[0056] 分别取ImL实施例1中制备的聚合物(13 μ g/mL)的水溶液于一系列的3mL石英液 池中,再分别加入Zn2+的水溶液(18.5μΜ),混合均匀后放置1-2分钟。再往上述石英液池 中分别加入厂、(:1'81''1'(^。'(^厂、勵3'批04'4?04'??1、(:10 4'〇仄的水溶液(12(^]\〇, 混合均匀后放置1-2分钟。其中,含有Cf的溶液变为黄色,含有其他金属离子的溶液为无 色。
[0057] 可见,在CN-浓度达到(120 μ M)时,即可通过肉眼达到很好的识别效果。
【主权项】
1. 一种聚合物,其结构如下:其中,m可相同可不同,m> 4,n> 8。2. 如权利要求1所述的聚合物,m可相同可不同,独立选自4-30中的任一整数,更优选 m为4-20中的任一整数。 优选的,n> 10,更优选n> 15,又优选n> 25。 优选的,所述聚合物的重均分子量大于16000,数均分子量大于10000,分子量分布1. 6-1. 8。3. 权利要求1或2所述的聚合物的制备方法,包括: 将式(II)化合物与式(III)化合物混合,在催化剂存在下发生聚合反应,得到所述聚 合物,4. 如权利要求3所述的制备方法,其中,所述催化剂为H氣醋酸。所述聚合反应的温度 优选为60~8(TC,反应时间优选20-24小时。5. 权利要求1或2所述的聚合物的用途,其可用于铜离子和/或氯根离子的检测。6. -种检测方法,包括:将权利要求1或2所述的聚合物的水溶液与待检测水混合,任 选的,在上述混合前或混合后加入化"水溶液,之后通过肉眼直接观察,或者使用紫外可见 光谱仪检测。7. 如权利要求6所述的检测方法,其中,在混合前先将化"水溶液加入到权利要求1或 2所述聚合物的水溶液中,或者加入到待检测水中,然后再将他们混合,当溶液颜色变为黄 色,或紫外可见光谱中约425nm处出现一个新的吸收峰时,则表明待检测水中含有化"和/ 或CN_。。8. 如权利要求6所述的检测方法,其中,在混合前不加入化"水溶液,将权利要求1或2 所述聚合物的水溶液与待检测水混合,当溶液颜色变为黄色时,或紫外可见光谱中约425nm 处出现一个新的吸收峰时,则表明待检测水中含有化"和/或(CN-和化")。9. 如权利要求6所述的检测方法,其中,在混合前不加入化"水溶液,将权利要求1或 2所述聚合物的水溶液与待检测水混合,若混合后的溶液颜色未改变,再在上述混合液中加 入化"水溶液,通过肉眼直接观察,或者使用紫外可见光谱仪检测。如果此时溶液颜色变为 黄色,或紫外可见光谱中约425nm处出现一个新的吸收峰,则表明待检测水中含有CN^。10.如权利要求6-9任一项所述的检测方法,其中,将所述聚合物的水溶液与待检测水 混合均匀,放置,放置时间优选1-5分钟,更优选1-2分钟。
【专利摘要】本发明属于离子识别技术领域,提供了一种水相中能对Cu2+与CN-进行检测的酰腙聚合物及其合成方法。通过比色法,紫外可见吸收光谱法研究了其对Cu2+、Zn2+、Fe2+、Fe3+、Mg2+、Na+、K+、Mn2+、Ni2+、Cd2+、Eu3+等11种金属离子的识别效果,结果表明,该材料在水相中对Cu2+具有单一选择性识别。另外,该材料同时用于水相中阴离子的识别,通过比色法,紫外可见吸收光谱法研究了其对CN-、F-、Cl-、Br-、I-、OAc-、OTf-、NO3-、HSO4-、H2PO4-、PPi、ClO4-等12种阴离子的识别效果,结果表明,该材料在水相中对CN-具有单一选择性识别。
【IPC分类】G01N21/33, C08G73/00
【公开号】CN104927049
【申请号】CN201510355055
【发明人】查代君, 尤磊
【申请人】中国科学院福建物质结构研究所
【公开日】2015年9月23日
【申请日】2015年6月25日
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