一种三苯胺多孔有机骨架纳米片、制备方法及其应用与流程

文档序号:31795726发布日期:2022-10-14 17:23阅读:151来源:国知局
一种三苯胺多孔有机骨架纳米片、制备方法及其应用与流程

1.本发明属于纳米材料制备及化学检测技术领域,具体涉及一种三苯胺多孔有机骨架纳米片、制备方法及其检测氟乐灵的应用。


背景技术:

2.氟乐灵类化合物是指二硝基苯胺类除草剂,简称氟乐灵。氟乐灵主要通过杂草的胚芽鞘与胚轴吸收,主要用于禾本科和部分小粒种子的阔叶杂草清除。然而,氟乐灵对眼睛、皮肤有刺激作用,除此之外,毒理学研究也表明,氟乐灵具有严重的毒性和副作用。近年来,全球对氟乐灵的需求量和使用量逐年上涨,氟乐灵的广泛使用会导致其在食品和环境中残留,为此许多国家和组织制定了严格的氟乐灵残留限量,但是目前仍然缺乏易用型、低成本、高效率、高准确性和大规模的残留量检测手段,有关部门事实上难以对各国规定的残留量管制标准进行日常化监管和落实。其中,美国规定的油料中氟乐灵残留限量为3.0μg/kg、规定的迷迭香新鲜叶子、迷迭香干叶比亚麻籽、油菜籽和芥菜籽等20 种作物群的残留限量为0.10μg/kg;欧盟规定的坚果、水果、蔬菜、谷物、海草等食品的残留限量为10μg/kg,玉米、棉籽和花生仁的残留限量为10μg/kg;中国规定的出口玉米的残留限量为5μg/kg。
3.具体而言,氟乐灵(trifluralin) 是一种选择性芽前二硝基苯胺类除草剂,化学名称为2,6
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二硝基
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二正丙基
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三氟甲基苯胺。氟乐灵是一种廉价而有效的二硝基除草剂,广泛应用于大豆、棉花、花生和向日葵等多种作物的除草。其除草机理是通过抑制杂草的根、芽细胞分裂和发育来控制萌发。氟乐灵可溶于丙酮、乙醇和二甲苯等有机溶剂,容易挥发和光解。氟乐灵农药经人体吸入,可诱导肾脏和膀胱肿瘤;少量溅入眼睛,会导致眼角膜溃疡,视力下降;大剂量食入,会引起类似毒蕈碱样作用和因呼吸抑制而死。2017年10月27日,世界卫生组织国际癌症研究机构公布的致癌清单初步整理参考,氟乐灵在3类致癌物清单中。因此,开发低成本、易用型强、快速有效、可规模化普及的氟乐灵检测材料与方法,对于落实对于氟乐灵等农药残留物含量的日常严格监管和控制,保障人民的生命健康安全,具有重要意义。
4.现有技术中,氟乐灵残留的检测方法主要有色谱法、酶联免疫分析方法、电化学法、光度计法等,最常用的方法是色谱法,其中气相色谱法和液相色谱法都具有较好的检测效果,是目前氟乐灵农药残留检测的主要方法。其中,国内外对食物和环境中氟乐灵农药残留检测的方法主要是色谱法,色谱法在氟乐灵检测中的广泛应用与其准确度高、灵敏度高、稳定性高有密切关系。气相色谱和液相色谱在氟乐灵农药的检测中起着同样重要的作用,但是气相色谱法、超高效液相色谱法等,存在着所需的色谱仪器昂贵、需要复杂的技术设备和耗材、专业的操作人员和耗时长等缺点,难以大规模普及应用。
5.虽然在众多检测中,荧光检测简单快速且广泛被应用,然而目前对氟乐灵的荧光检测方法少之甚少。中国发明申请cn202011490670.8公开了一种用于氟乐灵检测的苯并咪唑荧光探针及其合成方法,其记载的用于氟乐灵检测的苯并咪唑荧光探针,是通过邻苯二胺与香草醛反应生成苯并咪唑环,通过n ,n-二苯基氯甲酰胺与其酚羟基作用,合成的一种
用于氟乐灵检测的苯并咪唑荧光探针。该发明的苯并咪唑荧光探针对氟乐灵除草剂具有高的选择性和高的灵敏度,应用前景广泛。但是,该技术方案中其检测氟乐灵的检出限为4.817μmol/l,仍难以满足针对一些物质中痕量氟乐灵残留检测的要求。
6.因此,开发一种新的低检出限、低成本、易用型强、快速有效、可规模化普及的氟乐灵检测材料与方法,对于落实对于氟乐灵残留物含量的严格控制,保障人民的生命与健康安全,具有重要意义。


技术实现要素:

7.针对现有技术的上述不足,本发明的目的在于,提供一种三苯胺多孔有机骨架纳米片及其制备方法,该方法制备的纳米片基于多孔有机骨架,具备独特的多孔网格二维结构,比表面积大、孔隙率高、热稳定性强、结构多样并易于修饰,具有良好的荧光性能和稳定的荧光猝灭效应。
8.本发明还提供了一种氟乐灵的检测方法,其采用荧光猝灭法检测氟乐灵类化合物,能够通过三苯胺多孔有机骨架纳米片分散液将氟乐灵的含量以荧光信号的形式进行表达,从而能够对氟乐灵类化合物进行快速、灵敏、操作简便、低成本的检测,以解决上述现有技术中存在的技术问题。
9.为实现上述目的,本发明所提供的技术方案为:一种三苯胺多孔有机骨架纳米片的制备方法,其特征在于,其包括如下步骤:s1:制备三苯胺多孔有机骨架tpa-pof:由三(4-硼酸频呢醇酯苯基)胺与三(4-溴苯基)胺反应制得三苯胺多孔有机骨架tpa-pof,反应过程如下:;所制备的三苯胺多孔有机骨架tpa-pof,具有如下的分子结构式:;s2:将淹没过筛后的三苯胺多孔有机骨架tpa-pof放入样品瓶中,三苯胺多孔有机骨架tpa-pof研磨过筛后加入到丙酮、乙醇、甲醇溶液之一中,超声,随后离心、分离,收集上
清液,干燥,得到二维的三苯胺多孔有机骨架纳米片材料。
10.一种采用前述方法制备的三苯胺多孔有机骨架纳米片,其特征在于,其是以三苯胺多孔有机骨架tpa-pof为基体,由稳定的共价键形成的新型多孔网格二维材料,比表面积大、孔隙率高、热稳定性强、结构多样并易于修饰,具有良好的荧光性能和稳定的荧光猝灭效应。
11.一种氟乐灵的检测方法,其特征在于,其是以前述的三苯胺多孔有机骨架纳米片作为荧光物质,制备为分散液或一次性检测试纸,与待测样品接触、反应,对比反应前后的荧光强度f的变化,采用荧光猝灭法快速检测得到待测样品含有的除草剂氟乐灵浓度。
12.与现有技术相比,本发明的优点至少在于:1、本发明提供的三苯胺多孔有机骨架纳米片及其制备方法,基于多孔有机骨架,制备得到具备二维片状和多孔网络结构的有机纳米材料,该材料具有独特的分子结构及微观结构,其分散液中的纳米片的平均厚度为1.6nm,各纳米片之间形貌均匀、一致,具备比表面积大、活性位点多和易于功能化修饰等优点,通过其材料组分及工艺的结合,使其形成了独特的分子结构及微观纳米结构,从而使其具备特定的荧光表达性能,能够针对性提高荧光猝灭效应的选择性、灵敏度和反应速度。
13.2、本发明制备的有机纳米片基于多孔有机骨架,具体为基于三苯胺多孔有机骨架等多孔有机骨架材料,是由稳定的共价键形成的新型多孔网格材料,具有较大的比表面积、比较高的孔隙率、良好的热稳定性、结构多样易于修饰等优点。所制备的三苯胺多孔有机骨架具有良好的荧光性能和稳定性能,对氟乐灵具有荧光猝灭效应,而且易于批量制备、成本低。因此,利用该纳米片材料,结合荧光分析方法,可以进一步开发出灵敏、简单、选择性好、快速和有效的分散液或者试纸,来检测氟乐灵,能够满足对氟乐灵快速、灵敏、简便的检测需求,该方法具有操作简单、安全、高效、经济等优点,具有实际应用价值,可以支持对氟乐灵检测的大规模、低成本普及。
14.3、本发明提供的氟乐灵的检测方法,重点克服了现有高效液相色谱法和液相色谱-串联质谱联用法等费时、设备昂贵、方法建立复杂的方法的不足,相比现有的其他检测方法,其以二维材料三苯胺多孔有机纳米片作为荧光物质,采用荧光猝灭法检测氟乐灵类化合物,能够通过三苯胺多孔有机纳米片将氟乐灵以荧光信号的形式进行表达,具有操作方便、稳定性好、检出限低和速度快等特点,具有灵敏度高、选择性好、响应速度快、具有所需仪器少、试样量少、检测步骤简单等优点,为社会公众提供了一种易用型、低成本、安全、高效率、高准确性和大规模的残留量检测手段,能够为有关部门对各国规定的残留量管制标准进行日常化监管提供技术支持。
15.4、本发明提供的检测方法与纳米片材料,其检测过程简洁、快速、准确、灵敏度高,可以满足大范围、低成本的推广应用需求,经过实际测试,本发明制备的纳米片材料具有高的选择性(选择7种除草剂,对氟乐灵响应最好)和高的灵敏度、高响应速度,本发明提供的检测方法具有较快的检测速度(9s就可以产生响应)、较低的检出限(3.5 nmol/l),可以检测的目标对象多、无需区分具体来源;仅需荧光分光光度计等低价值仪器,需要的仪器设备少,也无需其他的耗材,因此检测的综合成本低。
16.5、本发明提供的三苯胺多孔有机骨架纳米片材料,其制成的分散液安全、无毒,不可以重复利用,能够避免现有技术中荧光材料多次检测时出现的显著误差。该纳米片材料
还可以进一步制备为一次性免疫检测试纸条,实现对氟乐灵农药残留的简便和快速检测,该试纸条为一次性使用,检测一次后不可再重复使用,避免出现检测数据异常。该纳米片材料通过其独特的网络结构,对于氟乐灵类化合物检测具备选择性好、荧光猝灭变化效应强、响应速度快、制备简单、稳定性好、需要的试样量少等优点。
附图说明
17.图1(a)为本发明实施例制备的三苯胺多孔有机骨架纳米片的透射电镜的微观结构图;图1(b)为本发明实施例制备的三苯胺多孔有机骨架纳米片的原子力显微镜图,其显示纳米片的平均厚度为1.6nm左右;图2为本发明实施例的三苯胺多孔有机骨架纳米片对不同除草剂的荧光猝灭结果;图3(a)为本发明实施例的三苯胺多孔有机骨架纳米片浓度对氟乐灵荧光猝灭程度f0/f-1的结果示意图;图3(b)为本发明实施例的三苯胺多孔有机骨架纳米片与氟乐灵接触时间对荧光猝灭程度的影响示意图;图4(a)与图4(b)为本发明实施例的三苯胺多孔有机骨架纳米片本身荧光强度随时间变化的稳定性示意图;图5为本发明实施例的三苯胺多孔有机骨架纳米片分散液中加入不同浓度氟乐灵的荧光光谱示意图;图6为本发明实施例的不同浓度的氟乐灵标准溶液引起三苯胺多孔有机骨架纳米片的荧光猝灭示意图;图7为本发明实施例的不同浓度的氟乐灵标准溶液引起三苯胺多孔有机骨架纳米片的荧光猝灭程度与氟乐灵浓度的线性关系示意图。
18.下面结合附图和实施例,对本发明的技术方案进行详细说明。
具体实施方式
19.实施例1:本发明实施例提供的三苯胺多孔有机骨架纳米片的制备方法,其包括如下步骤:s1:制备三苯胺多孔有机骨架tpa-pof:由三(4-硼酸频呢醇酯苯基)胺与三(4-溴苯基)胺反应制得三苯胺多孔有机骨架tpa-pof,其反应过程如下:;
所制备的三苯胺多孔有机骨架tpa-pof,具有如下的分子结构式:;所述的步骤s1,具体包括如下步骤:s11:在氮气保护下,将三(4-硼酸频呢醇酯苯基)胺、三(4-溴苯基)胺、碱、催化剂和溶剂混合,随后加热至130℃反应72h;反应结束后冷却、过滤、洗涤、干燥得到三苯胺多孔有机骨架tpa-pof;其中,所述三(4-溴苯基)胺和三(4-硼酸频呢醇酯苯基)胺,是在碱和催化剂作用下进行suzuki偶联反应,该反应温度为130 ℃,反应时间为72 h;所述洗涤过程为,依次使用1
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mol/l的稀盐酸、超纯水、四氢呋喃、丙酮和二氯甲烷进行洗涤;所述三(4-硼酸频呢醇酯苯基)胺与三(4-溴苯基)胺的摩尔比为1:(1.2~2);所述三(4-溴苯基)胺与碱和催化剂的摩尔比为1:(10~20):(0.01~0.1);其中的碱为碱性化合物,为碳酸钾、碳酸钠、碳酸氢钠、氢氧化钠、氢氧化钾之一;所述催化剂为含钯化合物,包括四(三苯基膦)钯(pd(pph3)4);所述的溶剂为n’n-二甲基甲酰胺dmf。
20.s2:将淹没过筛后的三苯胺多孔有机骨架tpa-pof放入样品瓶中,三苯胺多孔有机骨架tpa-pof研磨过筛后加入到丙酮、乙醇、甲醇溶液之一中,超声,随后离心、分离,收集上清液,干燥,得到二维的三苯胺多孔有机骨架纳米片材料。
21.所述的步骤s2,具体包括如下步骤:s21:将淹没过筛后的三苯胺多孔有机骨架tpa-pof放入30ml的样品瓶中,三苯胺多孔有机骨架研磨过筛后加入到丙酮、乙醇、甲醇溶液之一中,超声4h,随后在3000 rpm条件下离心3 min,收集上清液,60℃条件下干燥,得到二维材料三苯胺多孔有机骨架纳米片;s22:将步骤s21得到的三苯胺多孔有机骨架纳米片,放入30ml的样品瓶中,加入超纯水、无水乙醇各15ml,充分超声4h,制备得到三苯胺多孔有机骨架纳米片的有机纳米分散液,静置12h备用。
22.一种采用前述方法制备的三苯胺多孔有机骨架纳米片,其是以三苯胺多孔有机骨架tpa-pof为基体,由稳定的共价键形成的新型多孔网格二维材料,比表面积大、孔隙率高、热稳定性强、结构多样并易于修饰,具有良好的荧光性能和稳定的荧光猝灭效应。
23.一种氟乐灵的检测方法,其是以前述的三苯胺多孔有机骨架纳米片作为荧光物质,制备为分散液或一次性检测试纸,与待测样品接触、反应,对比反应前后的荧光强度f的变化,采用荧光猝灭法快速检测得到待测样品含有的除草剂氟乐灵浓度。
24.具体的,该氟乐灵的检测方法,包括如下步骤:a1:将前述的三苯胺多孔有机骨架纳米片制备为浓度为0.2mg/ml的多份分散液或一次性检测试纸,记录未接触待检测样品溶液前荧光物质的荧光强度f0;a2:将依次变化的标准浓度的除草剂氟乐溶液,分别与一份该分散液或一次性检测试纸接触、反应到设定的时间(不小于9s)后,记录其中的荧光物质与依次变化的标准浓度的除草剂氟乐溶液反应后产生的荧光强度f,通过计算荧光强度变化程度的线性方程f0/f-1的值,得到氟乐灵浓度与荧光物质荧光猝灭变化程度线性方程f0/f-1值的对照图表;a3:将含有氟乐灵的待检测样品的溶液,加入到所述分散液中或者涂覆到一次性检测试纸上,接触、反应到设定的时间(不小于9s)后,记录其反应后的荧光物质产生的荧光强度f;a4:计算线性方程f0/f-1的值,再查找对照图表,即可得到含有氟乐灵的待检测样品溶液中,所含有的氟乐灵的浓度值。
25.参见附图1(a)、图1(b)、图2~图7,下面以更为具体的实施例,对本发明的技术方案加以详细说明。
26.实施例2:本发明实施例提供的三苯胺多孔有机骨架纳米片及其制备方法,以及将其应用于氟乐灵的检测方法,重点是以二维材料三苯胺多孔有机骨架纳米片作为荧光物质,采用荧光猝灭法,检测不同来源的待测样品中的氟乐灵残留浓度,具体包括如下步骤:s1:制备含有基于多孔有机骨架的三苯胺多孔有机骨架有机纳米片作为荧光物质,具体是制备基于多孔有机骨架的有机纳米片,即三苯胺多孔有机纳米片,步骤为:在氮气保护下,称取378.4 mg、0.61mmol的三(4-硼酸频呢醇酯苯基)胺,301.9 mg、0.63mmol的三(4-溴苯基)胺,793.4 mg、5.74mmol的碳酸钾和49.9 mg、 0.04mmol pd(pph3)
4 ,称取完毕后将其依次投入三颈瓶中,随后加入60 ml的n,n-二甲基甲酰胺和4 ml的水,将混合溶液升温至130℃反应72 h;待反应结束烧瓶冷却到室温后,过滤、分离后得到沉淀物;分别使用盐酸、超纯水、四氢呋喃、丙酮和二氯甲烷溶液洗涤沉淀,最后将洗涤后的沉淀物,在80℃条件下真空干燥12h即得三苯胺多孔有机骨架tpa-pof;s11:制备三苯胺多孔有机骨架纳米片,其步骤为:将淹没过筛后的三苯胺多孔有机骨架tpa-pof放入30ml的样品瓶中,将三苯胺多孔有机骨架研磨过筛后加入到丙酮、乙醇、甲醇溶液之一中,超声,随后离心,分离,收集上清液,干燥,得到二维结构的三苯胺多孔有机骨架纳米片材料。
27.本实施例中,是将得到的三苯胺多孔有机骨架研磨过筛后加入到丙酮溶液中,超声4h,随后在3000 rpm条件下离心3 min,收集上清液,60℃条件下干燥,得到三苯胺多孔有机骨架纳米片。
28.将所得到的三苯胺多孔有机骨架纳米片进行表征,它的透射电子显微镜和原子力显微镜图如图1(a)、图1(b)所示。从图1(a)、图1(b)可以看出,该三苯胺多孔有机骨架纳米片呈现均匀分布的片状结构,平均厚度为1.6nm左右,各纳米片之间的形貌均匀,一致性好,分散性好。
29.s2:将该含有三苯胺多孔有机骨架纳米片制备为0.2mg/ml浓度的多份分散液或一次性检测试纸,记录未接触待检测样品溶液前荧光物质的荧光强度f0;
所述的步骤s2中,制备三苯胺多孔有机骨架纳米片分散液的步骤s21具体为:将步骤s11得到的二维荧光材料三苯胺多孔有机骨架纳米片6 mg,放入30ml的样品瓶中,加入超纯水、无水乙醇各15ml,充分超声4h,放置于黑暗条件下静置12h备用。
30.s3:将依次变化的标准浓度的除草剂氟乐溶液,分别与一份该分散液或一次性检测试纸接触、反应到设定的时间后,记录其中的荧光物质与依次变化的标准浓度的除草剂氟乐溶液反应后产生的荧光强度f,通过计算荧光强度变化程度的线性方程f0/f-1的值,得到氟乐灵浓度与荧光物质荧光猝灭变化程度线性方程f0/f-1值的对照图表;s31:进行选择性验证的步骤,验证上述三苯胺多孔有机骨架纳米片材料对8种除草剂的猝灭效应,这些除草剂包括:氟乐灵、氨氟乐灵、二甲戊灵、咪唑乙烟酸、草甘膦。具体步骤为:取一定质量的上述不同的除草剂,分别配置成浓度为1.0 μmol/l的样品溶液备用。取2ml配制的三苯胺多孔有机骨架纳米片分散液放置于荧光分光光度计的样品池中进行扫描,产生的荧光信号由检测器检测并记录三苯胺多孔有机骨架纳米片加入除草剂溶液前后的荧光强度变化。光谱荧光分光光度计的参数设置为λex=358 nm,λem=437 nm,激发和发射狭缝宽度为5 nm。
31.其验证结果如图2所示。由图2可知(图2中f0为配制的三苯胺多孔有机骨架纳米片分散液加入检测溶液前的荧光强度,f为配制的多孔有机骨架纳米片的分散液加入检测溶液后的荧光强度),在加入氟乐灵时,荧光猝灭程度最大;而对于其他4种除草剂而言,甚至针对结构相似的二甲戊灵和氨氟乐灵,该三苯胺多孔有机骨架纳米片荧光强度仅产生轻微的变化。测试结果验证了该三苯胺多孔有机骨架纳米片分散液对氟乐灵具有最高的选择性。
32.s32: 氟乐灵浓度与荧光物质荧光猝灭变化程度线性方程f0/f-1值的对照关系图表;检验三苯胺多孔有机骨架纳米片浓度对氟乐灵的荧光猝灭程度的影响,通过三苯胺多孔有机骨架纳米片分散液浓度检测1μmol/l的氟乐灵标准溶液来检验三苯胺多孔有机骨架纳米片浓度对氟乐灵的荧光猝灭程度的影响。
33.分别配制浓度为0.05、0.10、0.15、0.20、0.25mg/ml的三苯胺多孔有机骨架纳米片溶液备用。分别取各个浓度的三苯胺多孔有机骨架纳米片分散液放入荧光分光光度计的样品池进行扫描,记录荧光光谱强度f0;将多孔有机骨架纳米片分散液放入1μmol/l的标准溶液的氟乐灵后充分混合,随后将多孔有机骨架纳米片分散液放入荧光分光光度计的样品池中进行扫描,记录荧光光谱强度f,经数据处理得到图3(a)三苯胺多孔有机骨架纳米片浓度对氟乐灵荧光猝灭程度f0/f-1的结果。由图3(a)可知:随着纳米片浓度增加,荧光猝灭程度f0/f-1呈现先上升后下降趋势,当纳米片浓度为0.20mg/ml时,荧光猝灭程度最大,因此选择三苯胺多孔有机骨架纳米片浓度为0.20mg/ml进行下面实验。图3(a)的横坐标 concentration为浓度。
34.具体检验多孔有机骨架纳米片与氟乐灵接触时间对荧光猝灭程度的影响。决定用1μmol/l的标准溶液的氟乐灵与最佳浓度0.2mg/ml多孔有机骨架纳米片进行搅拌,检验接触时间对荧光猝灭程度的影响。
35.分别选择3、6、9、12、15s来探索接触时间对荧光猝灭程度的影响。取2ml的三苯胺多孔有机骨架纳米片分散液放入荧光分光光度计的样品池中进行扫描,记录荧光光谱强度
f0;将多孔有机纳米片分散液分别放入1μmol/l的标准溶液的氟乐灵后混合3、6、9、12、15s,随后分别将上述溶液放入荧光分光光度计的样品池中进行扫描,记录荧光光谱强度f,经数据处理得到图3(b)多孔有机骨架纳米片与氟乐灵接触时间对荧光猝灭程度的影响。
36.由图3(b)可知:当接触时间为9s时,荧光猝灭程度最大,因此选择接触时间9s时进行接下来的荧光实验;此外接触时间测试结果说明该纳米片对氟乐灵具有较快的响应速度。图3(b)中的横坐标time为时间(单位为秒)。
37.s33: 验证三苯胺多孔有机骨架纳米片的稳定性,并且验证该三苯胺多孔有机骨架纳米片本身结构的稳定性对荧光强度的影响。
38.具体步骤为:取2ml三苯胺多孔有机骨架纳米片分散液放入荧光分光光度计的样品池中进行扫描,记录荧光光谱强度f;分别在0、5、10、15、20、25、30 min与0、1、2、3、4、5、6、7 d取2ml同一批次的多孔有机骨架纳米片分散液放入荧光分光光度计的样品池中进行扫描,记录荧光光谱强度fn。检测结果如图4(a)、图4(b)所示。该图显示的验证结果,说明该三苯胺多孔有机骨架纳米片本身荧光稳定性较好,能够稳定可靠的应用于氟乐灵的检测,并且能够获得高稳定性的检测结果。图4(a)的横坐标time为时间(单位为分钟),图4(b)的横坐标time为时间(单位为天)。
39.s4:含有氟乐灵的待检测样品的溶液,加入到分散液中或者涂覆到一次性检测试纸上,接触、反应到设定的时间9s后,记录其反应后的荧光物质产生的荧光强度f;将三苯胺多孔有机骨架纳米片与不同浓度氟乐灵标准溶液充分接触,通过分析三苯胺多孔有机骨架纳米片与不同浓度氟乐灵接触前后荧光信号强度的变化,得出氟乐灵的浓度与三苯胺多孔有机骨架纳米片荧光强度变化对应关系,参见图5,图5中的横坐标wavelength(nm)为波长(纳米),纵坐标intensity(a.u.)为荧光信号强度。
40.具体步骤如下:分别配制浓度为0.01、0.03、0.05、0.08、0.1、0.5、1、1.5、2、3、5、10 μmol/l的氟乐灵标准溶液备用。将三苯胺多孔有机骨架纳米片分散液放入荧光分光光度计的样品池中进行扫描,记录荧光光谱强度f0;将三苯胺多孔有机骨架纳米片与不同浓度的氟乐灵标准溶液后充分接触,随后放入荧光分光光度计的样品池中进行扫描,记录荧光光谱强度f,经数据处理得到氟乐灵的浓度与多孔有机骨架纳米片荧光猝灭程度f0/f-1的线性方程。由此得到不同浓度的氟乐灵标准溶液与多孔有机骨架纳米片分散液反应后的荧光谱图,本实施例中的氟乐灵浓度c与荧光信号f0/f-1的线性对应关系如图6和图7所示;图6、图7中的横坐标concentration (μmol/l)为浓度。
41.s5:计算线性方程f0/f-1的值,再查找对照图表,即可得到含有氟乐灵的待检测样品溶液中,含有的氟乐灵的浓度值。
42.其中当氟乐灵浓度c为0.01-0.1
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mol/l时,线性方程为f0/f-1=0.02+1.42 c,r2=0.9912;氟乐灵浓度c为0.1-10
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mol/l时,c与f0/f-1的线性方程为f0/f-1 =0.14+0.19 c,r2=0.9924,同时可计算出基于三苯胺多孔有机骨架纳米片检测氟乐灵的检出限为3.5 nmol/l (1.17 μg/l)。检测结果基于三苯胺多孔有机骨架纳米片检测氟乐灵的分析方法具有低的检出限和高的灵敏度。
43.本发明实施例采用的三苯胺多孔骨架的多孔有机纳米片二维材料,其中的三苯胺多孔有机骨架是由三(4-硼酸频呢醇酯苯基)胺与三(4-溴苯基)胺反应制得,反应过程如
下:在氮气保护下,将三(4-硼酸频呢醇酯苯基)胺、三(4-溴苯基)胺、碱、催化剂和溶剂混合,随后加热至130℃反应72h;反应结束后冷却、过滤、洗涤、干燥得到三苯胺多孔有机骨架。
44.所述三(4-溴苯基)胺和三(4-硼酸频呢醇酯苯基)胺,是在碱和催化剂作用下进行suzuki偶联反应,该反应温度为130 ℃,反应时间为72 h;所述洗涤过程为,依次使用1
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mol/l的稀盐酸、超纯水、四氢呋喃、丙酮和二氯甲烷进行洗涤。
45.所述三(4-硼酸频呢醇酯苯基)胺与三(4-溴苯基)胺的摩尔比为1:1.2;所述三(4-溴苯基)胺与碱和催化剂的摩尔比为1:10:0.01;其中的碱为碱性化合物,为碳酸钾;所述催化剂为含钯化合物,为四(三苯基膦)钯(pd(pph3)4);所述的溶剂为n’n-二甲基甲酰胺dmf。
46.实施例3:本发明实施例提供的三苯胺多孔有机骨架纳米片、制备方法及其应用,其与实施例1、2均基本上相同,其不同之处在于:所述三(4-硼酸频呢醇酯苯基)胺与三(4-溴苯基)胺的摩尔比为1:1.5;所述三(4-溴苯基)胺与碱和催化剂的摩尔比为1:15:0.05;其中的碱为碱性化合物,为碳酸氢钠;实施例4:本发明实施例提供的三苯胺多孔有机骨架纳米片、制备方法及其应用,其与实施例1-3均基本上相同,其不同之处在于:所述三(4-硼酸频呢醇酯苯基)胺与三(4-溴苯基)胺的摩尔比为1: 2;所述三(4-溴苯基)胺与碱和催化剂的摩尔比为1: 20: 0.1;其中的碱为碱性化合物,为氢氧化钾。
47.实施例5:在本发明的另外一些实施方式中,所述荧光多孔有机骨架化合物,还可以是1,3,5-三苯基苯或者2,4,6-三苯基三嗪之一。
48.本发明提供的氟乐灵的检测方法,是以二维材料1,3,5-三苯基苯为多孔骨架的多孔有机纳米片作为荧光物质,或者以二维材料2,4,6-三苯基三嗪为多孔骨架的多孔有机纳米片作为荧光物质,采用荧光猝灭法,检测不同来源的待测样品中的氟乐灵残留浓度。
49.与实施例1相同,该所述检测氟乐灵的方法为,比较多孔有机纳米片在加入待测样品前后的荧光强度变化,根据所述荧光强度变化获得氟乐灵的检测结果。
50.所述检测氟乐灵的方法,简要的包括如下步骤:(1)获取多孔有机纳米片荧光物质的荧光强度与氟乐灵的浓度的对应关系;具体步骤为:配制不同浓度的氟乐灵的标准溶液备用;将装有2ml多孔有机纳米片分散液的比色皿,放入荧光分光光度计上进行扫描,记录荧光光谱强度f0;将多孔有机纳米片与不同浓度的氟乐灵标准溶液中充分混合,随后取
2ml混合溶液加入比色皿中进行扫描,检测并记录三苯胺多孔有机纳米片产生的荧光强度f,经数据处理得到氟乐灵浓度与三苯胺多孔有机纳米片荧光猝灭程度f0/f-1的线性方程;(2)取待测物样品(如粮食、水果、蔬菜、土壤等)并制成待测样品溶液备用,将待测样品溶液与多孔有机纳米片荧光物质进行接触和反应处理,得到荧光物质与待测荧样品反应后光强度,然后根据步骤(1)所述对应关系,计算后即可得到待测物样品中氟乐灵的浓度检测结果。
51.综上所述,本发明重点是针对现有检测方法与检测材料的不足,先行制备基于多孔有机骨架的有机纳米片分散液或者试纸,并向其加入含有氟乐灵的待检测样品的溶液,二者接触反应9s后,比较多孔有机纳米片在加入待测样品前后的荧光强度变化,根据荧光强度变化与氟乐灵浓度之间的对应关系方程,即比较其荧光强度的变化值,即可获得对应氟乐灵的浓度检测结果(浓度含量数值)。
52.需要说明的是,在本发明其他实施例中,在本发明记载的步骤、组分、配比、工艺参数的范围内,进行具体选择所得到的其他不同方案,均可以达到本发明所记载的技术效果,故本发明不再将其一一列出。
53.以上所述,仅是本发明的较佳实施例而已,并非对本发明作任何形式上的限制。任何熟悉本领域的技术人员,在不脱离本发明技术方案范围情况下,都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案作出许多可能的变动和修饰,或修改为等同变化的等效实施例。凡是依据本发明之组分、配比及工艺所作的等效变化,均应涵盖于本发明的保护范围内。
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