[发明专利]水溶性吩嗪染料在识别和吸附去除水样中铜离子的应用

说明书

本发明公开了一种水溶性吩嗪染料的新用途——作为传感器在裸眼荧光双通道单一选择性识别Cu²⁺的应用，即在水溶性吩嗪颜料水溶液中，分别加入Fe³⁺，Hg²⁺，Ag⁺，Ca²⁺，Cu²⁺，Co²⁺，Ni²⁺，Cd²⁺，Pb²⁺，Zn²⁺，Cr³⁺，Mg²⁺，只有Cu²⁺的加入能使水溶性吩嗪颜料水溶液的颜色亮黄色变为血红色，且在紫外光下其荧光发生猝灭。滴定实验表明，水溶性吩嗪染料对Cu²⁺荧光响应的最低检测限为2.16×10^‑7M，对Cu²⁺紫外响应的最低检测限为7.61×10^‑6M。同时水溶性吩嗪染料作为吸附剂用于吸附和去除水样中Cu²⁺。

技术领域

本发明涉及一种水溶性吩嗪染料的新用途——作为传感器在裸眼荧光双通道单一选择性识别Cu²⁺的应用、作为吸附剂在吸附废水中Cu²⁺的应用，属于离子检测和废水处理技术领域。

背景技术

吩嗪及其衍生物最早的应用是染料，被用于工业领域已经有100多年的历史。最早被用作染料的称为脓毒紫（1-羟基-5-甲基吩嗪），能够提供红色、橙色和品红等色调的所有吩嗪染料，在其3-位，或者7-位，或者3，7-基本上都有未被取代的氨基。它们能制备成还原染料的隐色体．对棉纤维有较好的亲和力，被纤维吸附后，经空气或其他氧化剂氧化后，又恢复为还原染料，而呈红色、黄色、品红色和橙色。吩嗪染料的氧化体对热和光也有良好的稳定性。这些染料能被用来制备还原态隐色体染料，进而在纤维染色时被氧化，产生红色、黄色、橙色和品红等各种颜色。目前对于吩嗪及其衍生物在其他领域的应用尚未见报道。

发明内容

本发明的目的是提供水溶性吩嗪染料在对水样中Cu²⁺的双通道检测及吸附去除的应用。

一、水溶性吩嗪颜料

水溶性吩嗪颜料，标记为AHPN，结构式为：

水溶性吩嗪染料AHPN的合成：在无水乙醇中，将3-羟基-2-氨基吩嗪溶解。之后加入与3-羟基-2-氨基吩嗪以1:1摩尔比的NaOH，在室温下搅拌反应30~35分钟，反应结束后抽滤，烘干即得水溶性吩嗪颜料AHPN。具体合成见文献：[Korzhenevskii. A.B., Markova.L., Efimova. S.V., Koifman. O.I., Krylova. E.V., Russ. J. Gen. Chem. 2005,75, 980–984.2. Amer, A.M.,El-Bahnasawi,A.A., Mahran, M.R.H., MonatshefteFürChemie.2000,31, 1217–1225]，其反应式如下：

图1为水溶性吩嗪染料AHPN的部分核磁氢谱图。图2为水溶性吩嗪染料AHPN的部分质谱图。

二、水溶性吩嗪染料AHPN对于阳离子的响应性能

1、紫外识别Cu²⁺