乙醇敏感9,10-(二苯基)乙炔基蒽掺杂二氧化硅纳米粒子的制备方法
【技术领域】
[0001]本发明属发光纳米材料制备的技术领域，特别涉及一种乙醇敏感9，10_( 二苯基)乙炔基蒽掺杂二氧化硅纳米粒子的制备方法。
【背景技术】
[0002]近来，染料掺杂二氧化硅纳米粒子由于具有更好的光稳定性和易功能化的表面等优点，已经代替有机染料广泛地应用于光学研究、环境传感器和生物探针等各个领域。9,10-( 二苯基)乙炔基蒽属于有机疏水染料，无法与亲水性的二氧化娃复合。由于9，10-( 二苯基)乙炔基蒽分子在聚集时容易发生分子间电子转移，从而在长波区产生发射峰，使发光颜色发生明显变化。所以，控制染料分子间距离和分子所处的微环境是控制染料掺杂粒子发光颜色的关键。
[0003]过去的几年里，人们已经采用磷脂分子、共聚物高分子和各种表面活性剂形成油相模板，构筑具有疏水内结构的二氧化硅粒子，以有利于疏水染料的掺杂(J.Am.Chem.Soc., 2002, 124, 6037 ；Science, 2002, 297, 967 ；Science, 1999, 285, 1049 ；J.Am.Chem.Soc.，2002，124，8307 ；Anal.chim.Aeta, 2003，481，18)。其中最为广泛和成熟的方法便是ο i 1 -1n-water (Ο/ff)为微乳液法，利用表面活性剂在乙醇或油水混合溶液中可以形成微乳液，这些微乳液结构可以为课题分子提供稳定的微环境，有利于客体分子惨杂到主体基质中(Anal.Chem., 2001, 73, 4988 ；Chem.Commum., 2004, 2801 ；Anal.B1ehem.，2004, 334，135)。然而，大部分的方法中都没有关心外部环境的改变对主体基质中微环境的影响，进而影响被掺入的客体分子的发光性质。当水作为外部溶剂时，如果存在少量乙醇的情况下，乙醇会进入到已经在二氧化硅基质中形成的疏水环境中，进而改变疏水微环境的介电常数等物理环境，使分散其中的染料分子发生吸收与发射性质的变化。
【发明内容】
[0004]本发明要解决的技术问题是，针对9，10_( 二苯基)乙炔基蒽分子对微环境变化的在吸收和发射光谱上的响应，制备一种具有胶束结构的二氧化硅粒子，9，10_( 二苯基)乙炔基蒽在胶束的微环境当中，利用乙醇对粒子中胶束微环境的影响，简单有效的对水中乙醇产生发光颜色上的响应。
[0005]具体的技术方案如下:
[0006]—种乙醇敏感9，10-( 二苯基)乙炔基蒽掺杂二氧化硅纳米粒子的制备方法，具体步骤为:在乙醇/水体系中加入阳离子表面活性剂和9，10_( 二苯基)乙炔基蒽，搅拌15分钟，再加入氨水，最后加入正娃酸乙酯，在20?40°C搅拌6?12小时后将所得产物离心分离、真空干燥，得到乙醇敏感9，10-( 二苯基)乙炔基蒽掺杂二氧化硅纳米粒子；在整个反应体系中，乙醇和水的体积比为3?7: 7，阳离子表面活性剂的浓度为5mmol/L，9，10-( 二苯基)乙炔基蒽的浓度为10 ymol/L，氨水的浓度为0.06mol/L，正娃酸乙酯的浓度为 0.022mol/Lo
[0007]本发明的一种乙醇敏感9，10_( 二苯基)乙炔基蒽掺杂二氧化硅纳米粒子的制备方法中，所述的阳离子表面活性剂，优选十六烷基三甲基溴化铵。
[0008]本发明的一种乙醇敏感9，10_( 二苯基)乙炔基蒽掺杂二氧化硅纳米粒子的制备方法中，所述的搅拌6?12小时，优选在200?600rpm的速度下搅拌6?12小时。
[0009]本发明用到的9，10_( 二苯基)乙炔基蒽，是一种容易发生分子间电子转移的有机荧光染料分子，单分子发光是绿色的，而发生分子间电子转移的发光颜色为橙红色。本发明制备的二氧化娃纳米粒子，对乙醇的变色响应在5%?21%。其粒子的尺寸在150nm?
1.5 μ m之间。
[0010]有益效果:
[0011]本发明的制备方法简单，制得的粒子在水中可以快速的检测乙醇浓度，检测结果可以通过裸眼直接观测，并且检测限可以通过制备条件进行调控。
【附图说明】
[0012]图1为本发明实施例1获得的9，10- 二苯基乙炔基蒽掺杂的二氧化硅粒子在水中和21 %体积分数乙醇中的发射光谱。
[0013]图2为本发明实施例2获得的9，10- 二苯基乙炔基蒽掺杂的二氧化硅粒子在水中和8 %体积分数乙醇中的发射光谱。
[0014]图3为本发明实施例3获得的9，10- 二苯基乙炔基蒽掺杂的二氧化硅粒子在水中和5%体积分数乙醇中的发射光谱。
【具体实施方式】
[0015]实施例1
[0016]将lmL乙醇与2mL水混合，将混合溶剂加入5mL浓度为10mM的CTAB (十六烷基三甲基溴化铵)水溶液，再加入2mL浓度为50 μΜ的9，10- 二苯基乙炔基蒽乙醇溶液，最终CTAB浓度为5mM，醇水体积比为3: 7。搅拌15分钟，加入50 μ L浓度为12mol/L的氨水，最后加入0.22mmol正娃酸乙酯，600rpm的速度搅拌6小时。用12000rpm离心分离出9，10- 二苯基乙炔基蒽掺杂的二氧化硅粒子。水洗3次，放入真空烘箱，40°C下烘干12小时。将制备好的粒子分别分散到水中和体积分数为21%的乙醇水溶液中，其发射光谱如图1所示，从图1中可见分散到水中时，荧光发射峰在500nm附近，当分散到体积分数为21%的乙醇水溶液中时，除了 500nm附近的荧光发射峰，在600nm处产生了新的荧光发射峰。因此所得9，10- 二苯基乙炔基蒽掺杂的二氧化硅粒子在水中发光颜色为绿色，在体积分数为21 %的乙醇水溶液中发光颜色为橙色。
[0017]实施例2
[0018]将2mL乙醇与lmL水混合，将混合溶剂加入5mL 10mM的CTAB水溶液，再加入2mL浓度为50 μΜ的9，10- 二苯基乙炔基蒽乙醇溶液，最终CTAB浓度为5mM，醇水体积比为2: 3。搅拌15分钟，加入50微升浓度为12mol/L的氨水，最后加入0.22mmol正娃酸乙酯，600rpm的速度搅拌6小时(或200rpm的速度搅拌12小时)。用12000rpm离心分离出9，10-二苯基乙炔基蒽掺杂的二氧化硅粒子。水洗3次，放入真空烘箱，40°C下烘干12h。将制备好的粒子分别分散到水中和体积分数为8%的乙醇水溶液中，其发射光谱如图2所示，从图2中可见分散到水中时，荧光发射峰在500nm附近，当分散到体积分数为8%的乙醇水溶液中时，除了 500nm附近的荧光发射峰，在600nm处产生了新的荧光发射峰。所得9，10-二苯基乙炔基蒽掺杂的二氧化硅粒子在水中发光颜色为绿色，在体积分数为8%的乙醇水溶液中发光颜色为橙色。
[0019]实施例3
[0020]将3mL乙醇加入5mL浓度为10mM的CTAB水溶液，再加入2mL浓度为50 μ Μ的9，10-二苯基乙炔基蒽乙醇溶液，最终CTAB浓度为5mM，醇水体积比为1: 1。搅拌15分钟，加入50微升浓度为12mol/L的氨水，最后加入0.22mmol正娃酸乙酯，600rpm的速度搅拌6小时。用12000rpm离心分离出9，10-二苯基乙炔基蒽掺杂的二氧化硅粒子。水洗3次，放入真空烘箱，40°C下烘干12小时。将制备好的粒子分别分散到水中和体积分数为5%的乙醇水溶液中，其发射光谱如图3所示，从图3中可见分散到水中时，荧光发射峰在500nm附近，当分散到体积分数为5%的乙醇水溶液中时，除了 500nm附近的荧光发射峰，在600nm处产生了新的荧光发射峰。所得9，10-二苯基乙炔基蒽掺杂的二氧化硅粒子在水中发光颜色为绿色，在体积分数为5 %的乙醇水溶液中发光颜色为橙色。
【主权项】
1.一种乙醇敏感9，10-( 二苯基)乙炔基蒽掺杂二氧化硅纳米粒子的制备方法，具体步骤为:在乙醇/水体系中加入阳离子表面活性剂和9，10-( 二苯基)乙炔基蒽，搅拌15分钟，再加入氨水，最后加入正娃酸乙酯，在20?40°C搅拌6?12小时后将所得产物离心分离、真空干燥，得到乙醇敏感9，10-( 二苯基)乙炔基蒽掺杂二氧化硅纳米粒子；在整个反应体系中，乙醇和水的体积比为3?7: 7，阳离子表面活性剂的浓度为5mmol/L，9，10-( 二苯基)乙炔基蒽的浓度为10 ymol/L，氨水的浓度为0.06mol/L，正娃酸乙酯的浓度为 0.022mol/Lo2.根据权利要求1所述的的一种乙醇敏感9，10-(二苯基)乙炔基蒽掺杂二氧化硅纳米粒子的制备方法，其特征在于，所述的阳离子表面活性剂，是十六烷基三甲基溴化铵。3.根据权利要求1或2所述的一种乙醇敏感9，10-(二苯基)乙炔基蒽掺杂二氧化硅纳米粒子的制备方法，其特征在于，所述的搅拌6?12小时，是在200?600rpm的速度下搅拌6?12小时。
【专利摘要】本发明的乙醇敏感9,10-(二苯基)乙炔基蒽掺杂二氧化硅纳米粒子的制备方法属于纳米材料制备的技术领域，具体步骤为：在乙醇/水体系中加入阳离子表面活性剂和9,10-(二苯基)乙炔基蒽，搅拌15分钟，再加入氨水，最后加入正硅酸乙酯，在20～40℃搅拌6～12小时后将所得产物离心分离、真空干燥，得到乙醇敏感9,10-(二苯基)乙炔基蒽掺杂二氧化硅纳米粒子。本发明的制备方法简单，制得的粒子在水中可以快速的检测乙醇浓度，检测结果可以通过裸眼直接观测，并且检测限可以通过制备条件进行调控。
【IPC分类】C09K11/06, G01N21/64
【公开号】CN105419784
【申请号】CN201510917124
【发明人】郭子龙, 王皓南, 韩延东, 杨文胜
【申请人】吉林大学
【公开日】2016年3月23日
【申请日】2015年12月11日