[发明专利]一种基于纳米二氧化硅的荧光化学传感器及制备方法

说明书

本发明涉及一种基于纳米二氧化硅的荧光化学传感器及制备方法，属于纳米结构的荧光化学传感器技术领域。本发明将纳米二氧化硅放入乙醇中，加入氨丙基三甲氧基硅烷，回流反应得到产物A；将产物A放入蒸馏水中，加入2‑羟基苯乙酮，回流反应得到产物B；将产物B放入甲醇中，加入氢氧化钠与吲哚‑3‑乙醛，回流反应得到产物C；将产物C放入甲醇中，加入氢氧化钠与过氧化氢溶液，反应、离心分离即得荧光化学传感器。本发明制备的荧光传感器对铝离子有较好的选择性及较低的检测浓度，并且具有响应速度快，pH适用范围宽的优点。

技术领域

本发明涉及一种基于纳米二氧化硅的荧光化学传感器及制备方法，属于传感技术领域。

背景技术

铝是地壳中最丰富的金属元素，大量存在于自然环境中。铝可以通过水与食物进入人体，并在人体内是慢慢蓄积，可以引发代谢紊乱的毒性反应，是阿尔海默茨病与帕金森症的致病因素。因此建立水环境中痕量铝的快速、高灵敏分析方法非常重要。环境样品中铝的测定方法主要有分光光度法、荧光光度法、电化学法、原子吸收光谱法、等离子体原子发射光谱法和等离子体质谱法等。但这些方法耗时长，且处理过程复杂等，难以实现对铝污染现场的快速、实时检测。

荧光分析法因为具有灵敏度高，操作简单等独特的优势而受到了极大的关注。荧光分析法具有灵敏度高、选择性好、仪器结构相对简单、价格便宜等特点。近些年来的研究表明，利用纳米材料作为基底构筑传感器，能够有效的提高传感器的灵敏度和选择性。纳米二氧化硅由于具有性质稳定、较高的比表面积、无毒、机械强度高、廉价易得、易于表面修饰等优点，已被广泛的应用于构筑荧光传感器，并且展现出了良好的检测性能。

目前还没有针对铝离子的改性纳米二氧化硅基荧光化学传感器。

发明内容

本发明针对现有铝离子检测技术的不足，提供一种基于纳米二氧化硅的荧光化学传感器及其制备方法，该荧光化学传感器用于检测水溶液中的铝离子，具有响应速度快，检测限度低，操作简便，抗干扰能力强的特点。

一种基于纳米二氧化硅的荧光化学传感器，化学结构式为：

。

本发明的另一目的在于提供该基于纳米二氧化硅的荧光化学传感器的制备方法，具体步骤如下：

（1）将纳米二氧化硅放入乙醇中，然后加入氨丙基三甲氧基硅烷，在温度为70~90℃的条件下回流反应18~24h，得到产物A，标记为APTMS-SiO₂；

（2）将步骤（1）得到的产物A（APTMS-SiO₂）放入蒸馏水中，加入2-羟基苯乙酮，在70~90℃的条件下回流反应18~24h，得到产物B，标记为HA-SiO₂；

（3）将步骤（2）得到的产物B（HA-SiO₂）放入甲醇中，然后加入氢氧化钠与吲哚-3-乙醛，在室温条件下回流反应8~12h，得到产物C，标记为IA-SiO₂；

（4）将步骤（3）得到的产物C（IA-SiO₂）放入甲醇中，然后加入氢氧化钠与过氧化氢溶液，在冰浴条件下反应8~12h，离心分离即得目标产物HIC-SiO₂。

所述步骤（1）中纳米二氧化硅的粒径为10~20nm；

所述步骤（1）中乙醇与二氧化硅的液固比mL:mg为10:1~20:1；

所述步骤（1）中氨丙基三甲氧基硅烷与二氧化硅的液固比mL:mg为1:1~3:1；

所述步骤（2）中蒸馏水与产物A的液固比mL:mg为10:1~20:1；

所述步骤（2）中2-羟基苯乙酮与产物A的质量比为1:1~3:1；