[发明专利]一种化学传感器材料的制备方法及其应用

说明书

一种化学传感器材料的制备方法及其应用，属于化学传感材料技术领域，目的在于提供一种化学传感器材料的制备方法，为碳量子点材料与有机‑金属骨架材料的复合物，利用MOFs材料的多孔性，通过孔道内原位热解进行CQDs@MOFs复合物传感器材料的制备，制备过程包括有机分子的MOFs包覆和热解两个步骤。本发明所涉及传感器材料中，CQDs为孔道内原位生成，没有任何的处理过程，受MOFs孔道的保护，其在保持化学活性的同时，具有稳定的结构性质，光学性质在应用中受所处微环境的影响小，具有好的化学传感检测性能。

技术领域

本发明属于化学传感材料技术领域，具体涉及一种化学传感器材料的制备方法及其应用。

背景技术

化学传感材料在生物医学检测诊断及水污染监测等方面有广泛的应用，一直以来是科学研究和技术开发的热点。就其性能而言，仍然存特异性差、灵敏度低的问题。如碳量子点（CQDs）作为新型荧光材料，具有荧光稳定好、发光波长范围广，无光漂白等结构性能优势，但由于其尺寸小、边界原子多，稳定性差，光学性质易受周围环境影响，不利于实现高灵敏度检测，如何保证CQDs的结构性质稳定性，对于CQDs的检测和成像应用具有重要的意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种化学传感器材料的制备方法，为碳量子点材料（CQDs）与有机-金属骨架材料（MOFs）的复合物，利用MOFs材料的多孔性，通过孔道内原位热解进行CQDs@MOFs复合物传感器材料的制备，具体为通过有机分子在MOFs材料孔道内的原位热解反应直接制备得到。

本发明采用如下技术方案：

一种化学传感器材料的制备方法，包括如下步骤：

第一步，有机分子的MOFs包覆

配制摩尔浓度为2-10M的三乙胺分子的分散液A，采用同样的溶剂，分别配制摩尔浓度为0.2-1M的金属盐的分散液B、摩尔浓度为2-10M的MOFs有机配体的分散液C和摩尔浓度为2-10mM的有机分子的分散液D，将分散液A与分散液B常温搅拌混合5-15min，然后将分散液D加入，继续搅拌混合3-6min，随后将分散液C加入，搅拌混合3-5min，得到混合液，将混合液通过水热法或溶剂热法反应1-48h，反应结束后，通过离心沉淀，用溶剂过滤清洗2-4次，得到包覆有机分子的MOFs材料；

第二步，有机分子在MOFs孔道内的原位热解

将第一步得到到包覆有机分子的MOFs材料分散于第一步所述溶剂中，得到质量浓度为40-80mg/mL的分散液，然后在180-220℃条件下，溶剂热反应18-40h，最后通过离心沉淀，用所述溶剂过滤清洗2-4次，在30-50℃条件下，真空干燥处理3-8h，得到CQDs@MOFs复合传感器材料。

第一步中所述分散液A、分散液B、分散液C、分散液D的体积比为1:4-16:16-32:30-50。

第一步中所述溶剂包括乙醇、甲醇、二甲基亚砜和N-甲基吡咯烷酮中的一种或多种混合。

第一步中所述金属盐包括可制备相应MOFs材料的硝酸盐、盐酸盐和硫酸盐及其水合物中的任意一种。

第一步中所述MOFs有机配体包括咪唑类、苯羧酸类中的任意一种。

第一步中所述有机分子包括邻苯二甲酸、对苯二胺中的任意一种。

所述CQDs@MOFs复合传感器材料的尺寸为50-200纳米。

所述CQDs@MOFs复合传感器材料的荧光效率大于3%。

一种化学传感器材料应用于高灵敏化学传感器检测和生物成像及定向示踪。

本发明的有益效果如下：