[发明专利]基于环金属铱荧光配合物荧光猝灭的汞离子光纤检测仪

说明书

技术领域

本发明涉及一种液态环境下汞离子含量浓度的检测装置，尤其涉及一种基于环金属铱荧光配合物荧光猝灭效应的光纤检测仪及其制作、实现方法。本发明属于光学与化学相叠的技术领域。

背景技术

重金属汞通过工业排放及生活排污到自然界，主要以阳离子形式存在于水体中。由于汞具有严重的生理毒性，当富集到一定浓度，便会破坏水体中正常的生物链现状从而威胁到人、畜安全，因而对水体中汞含量的监测及防治倍受各国政府的关注。

目前，对汞离子的定量检测技术有原子吸收光谱和原子发射光谱、x射线荧光光谱法、等离子体感应光谱法、中子活化分析法、阳极溶出伏安法、双硫腙比色法和用悬液计测量悬液法等。但这些方法大都需要用到大型设备或装置，操作复杂且分析检测步骤繁琐，需要专业人员才能得到可靠的分析结果，检测成本昂贵，不能满足现代环境监测所要求的快速现场评价。因此，发展快速、有效、准确、低成本的定量检测汞金属阳离子的新装置与方法意义重大。

根据被分析物与敏感试剂作用后的光学特性变化而发展的荧光分子化学传感器件用于重金属的检测分析具有选择性高、灵敏度高的特点，受到人们的关注与青睐【注1、注2】。但对汞离子的检测，尚且还局限在采用溶液化学方法进行检测试验的阶段。基于溶液中汞离子对显色或荧光变化的主导性影响还未发展成汞离子检测的实用性传感器件，故而开发对汞离子有高选择性的荧光探针材料，以及材料分子在传感器表面的固定和再生技术是摆在眼前的主要研究课题。

近几年来在有机电致发光二极管OLED材料领域中开发出了大量高效的环金属铱配合物发光材料，某些铱环金属化配合物的光致发光效率甚至接近100％，而且通过改变与金属配位的配体形成的配位化合物发射光谱可覆盖整个可见光区和近红外区。最近，有文献报道了含有硫杂环配体的环金属铱配合物对于水溶液中的汞离子具有选择性的荧光响应【注3、注4】。此类配合物作为理想的汞离子检测荧光探针，具有很大的开发价值。近二十年来，光纤通信以及其基础工业取得了蓬勃的发展，一批新型光纤传感器相继问世并投入实际应用。与传统电传感器相比，光纤传感器的主要优点有：不存在电磁干扰、无需电绝缘、易于实现远程在线分析、无需参考电极、探头体积小、易于携带等。光纤传感器的这些优点将使它在环境监测工作领域中更具前途。由于溶胶-凝胶过程中有着纯度高、均匀性强、处理温度低、反应条件易控制等优点，而且溶胶凝胶溶液本身光学穿透性强而荧光度低，因此采用溶胶-凝胶技术来固定荧光探针材料是非常理想的选择。

【注1】：“Hg2+离子传感器的最新研究进展”，门洪、刘大龙、韩清鹏、徐丹、王平，《传感技术学报》，2003，3，299。

【注2】：“汞离子荧光传感的研究进展”，吴粦华、谢天阳、韩莉锋，《化学世界》，2008，3，178。

【注3】：“A highly selective and multisignaling optical-electrochemical sensor forHg²⁺based on a phosphorescent iridium(III)complex”，Q.Zhao，T.T.Cao，F.Y.Li，X.H.Li，H.Jing，T.Yi，C.H.Huang，Organometallics，2007，26，2077.

【注4】：“Multisignaling detection of Hg2+based on a phosphorescent iridium(III)complex”，Q.Zhao，S.J.Liu，F.Y.Li，T.Yi，C.H.Huang，Dalton Trans，2008，3836.

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于环金属铱荧光配合物荧光猝灭的汞离子光纤检测仪，解决传统对水体中汞离子的定量检测技术对大型设备的依赖，且操作复杂、步骤繁琐、成本昂贵的缺陷，满足现代环境监测所要求的快速现场评价。

本发明实现上述目的的装置性技术方案为：