[发明专利]钌配合物，汞离子传感器及它们的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种钌配合物及其制备方法，同时还涉及一种由所述钌配合物制备的可用于检测、吸附和分离富集汞离子的汞离子传感器及其制备方法。

背景技术

重金属离子具有蓄积作用，以各种化学形态排入环境中，污染空气、水质和土壤，它通过食物链进入动物体和人体后可在体内不断积累,达到一定浓度便会对人体的神经系统、肾脏、肝脏等产生不可逆的损害，故发明一种高选择性、高灵敏度并且可以同时分离富集环境中汞离子的化学汞离子传感器尤为重要。

现有技术中，大部分汞离子传感器的设计仅限于检测重金属离子；也有一些汞离子传感器的设计将可以检测重金属的有机小分子接到实心纳米微球上，可以达到检测和分离的双重目的，但是汞离子传感器吸附重金属的吸附容量相对较低。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种钌配合物，利用其可制备出反应速度快，吸附容量高的汞离子传感器。

本发明同时还要提供一种汞离子传感器，其反应速度快，吸附容量高。

本发明同时还提供所述钌配合物和汞离子传感器的制备方法。

为解决上述技术问题，本发明采取的一种技术方案是：

式（I）所示钌配合物：

本发明采取的又一技术方案是：一种式I所示钌配合物的制备方法，该方法使式II所示钌配合物

与异氰酸丙基三乙氧基硅烷，在有机溶剂中、催化剂存在下以及温度20～120℃下反应得到。

进一步地，式II所示钌配合物与异氰酸丙基三乙氧基硅烷的投料摩尔比可以为1:0.5～3。所述的催化剂可以为选自三乙醇胺、二乙醇胺、二月桂酸二丁基锡、辛酸亚锡中的一种。所述的有机溶剂可以为选自二氯甲烷、三氯甲烷、甲苯、乙醇、四氢呋喃及环己烷中的一种或两种以上的混合物。反应时间通常为12～72小时，反应结束后，可通过柱色谱分离得到纯度大于等于40wt%的式I所示钌配合物。

上述的式II钌配合物可商购获得或者按照已知的方法制备得到。

本发明采取的又一技术方案是：一种汞离子传感器，其由能够检测汞离子的化合物连接到微球载体上形成，特别是，所述能够检测汞离子的化合物为上述的式I所示化合物，所述微球载体为高分子空心微球。

本发明还提供一种上述汞离子传感器的制备方法，其包括将含有高分子空心微球的乳液、浓度25wt%～28wt％的氨水以及乙醇混合，常温搅拌，然后逐步滴加正硅酸乙酯，之后，滴入所述式I所示钌配合物，常温反应5～48小时，反应结束后，所得产物依次经洗涤，有机溶剂抽提，真空干燥，即得汞离子传感器，其中：高分子空心微球乳液、氨水、乙醇、正硅酸乙酯以及式I所示钌配合物的投料重量比为100～10：50～1：600～60：1:0.01～0.2。

根据本发明，含有高分子空心微球的乳液是已知的，可以通过商购获得。当然，也可以按照已知的方法来制备。例如，可以通过选自乳液聚合法、无皂乳液聚合法、微乳液聚合法、细乳液聚合法、悬浮聚合法、分散聚合法、沉淀聚合法中的任一种方法。

根据本发明的一个优选方面，汞离子传感器的制备方法还包括制备高分子空心微球的步骤，其使主单体、功能单体在引发剂的作用下发生聚合反应，获得所述含有高分子空心微球的乳液。优选地，主单体为苯乙烯，功能单体为甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵，氯化2-(甲基丙烯酞氧基)乙基三甲基胺或二者的混合物，主单体与功能单体的投料质量比为19～500:1，引发剂质量用量为单体总质量的0.1～0.3倍，聚合反应的温度为20～100℃，反应至单体转化率达到95%，结束反应，即得所述含有高分子空心微球的乳液。

本发明的汞离子传感器具有如下特性：

1、对于1g/L的传感器的溶液，在加入的汞离子的浓度达到1×10^-5mol/L时，肉眼可观察到溶液的颜色即从红色变至黄色，反应速度快，因此，传感器可用于溶液中汞离子的快速直观检测。

2、传感器可与汞离子结合并产生沉淀，因此，可以很好地分离富集汞离子。

3、传感器对于汞离子的吸附溶液可以达到32.3mg/g，吸附容量高。

由于以上方案的实施，本发明与现有技术相比具有如下优点：

本发明的传感器，不仅可以快速直观的检测汞离子，而且能够很好的分离富集汞离子，吸附容量相对较高，综合性能优良，可以达到检测、吸附和分离的三重目的，适于应用于检测及除去海洋、湖泊、工业废水中汞离子，以及生物领域中汞离子。

附图说明