[发明专利]一种基于离子液体的荧光水凝胶传感器的合成及其在检测对硝基苯胺中的应用

说明书

本发明公开了一种基于离子液体的荧光水凝胶传感器的合成及其在检测对硝基苯胺中的应用，将甲基丙烯酸羟乙酯、N,N'‑亚甲基双丙烯酰胺、荧光离子液体单体和引发剂偶氮二异丁腈溶于二甲基亚砜中制备混合液，将混合液吸附到基底材料上，加热条件下原位交联聚合，洗涤干燥后合成荧光水凝胶传感器。该材料可作为快速检测对硝基苯胺的荧光传感器，具有灵敏度高、检测时间短、选择性好等优点，并且可应用于环境生活水样中对硝基苯胺的检测。

技术领域

本发明属于材料化学技术领域，涉及一种基于离子液体的荧光水凝胶传感器的合成方法；本发明还涉及一种该合成方法合成的基于离子液体的荧光水凝胶传感器在检测对硝基苯胺中的应用。

背景技术

对硝基苯胺(p-NA)是一种重要的化工中间体，被广泛用作染料、农药、医药中间体，同时还可用于生产抗氧化剂、防腐剂等。在工业生产中，p-NA以工业废物的形式被释放到环境中。由于p-NA在水中具有良好的溶解性，很容易在土壤或地下水中渗透和积累。p-NA具有剧毒、致突变性和致癌性。不仅对水生生物具有剧毒，而且对人体健康有害，可通过皮肤和呼吸道吸收，并导致高铁血红蛋白血症、溶血性贫血等疾病。因此，建立快速、灵敏、选择性测定p-NA的方法具有重要意义。目前，p-NA的检测方法主要有分光光度法、表面增强拉曼光谱、电化学法、荧光分析法、高效液相色谱法等。其中的荧光分析法检测原理简单、操作便捷，只需通过荧光増强或者猝灭即可检测芳香胺。但这些方法均存在一些缺陷，如仪器昂贵、耗时长、操作复杂、准确度低、稳定性差、不利于现场快速检测等。

离子液体是一种室温或接近室温的液体离子化合物，可以通过设计阳离子和阴离子合成各种离子液体。将有机荧光官能团连接到烯基离子液体的阴离子或阳离子结构上，能够制备出烯基荧光离子液体，再通过聚合反应得到带有荧光离子液体结构的聚合物。该聚合物中的离子液体结构可以提高聚合物的水溶性，有利于检测水样中的目标分子。

近年来，在各种固态传感材料中，柔性荧光水凝胶传感器受到越来越多的关注。这是因为水凝胶作为亲水性的、可溶胀的聚合物网络，可以使水溶性污染物有效地扩散到水凝胶基质中。此外，通过适当的分子设计，可以微调它们的化学和物理性质，以进一步增强与目标分子的结合亲和力。因此，这些柔性水凝胶化学传感器可以解决由于水样在常规疏水、致密的传感膜内扩散受阻和缓慢扩散而导致的检测灵敏度受限的问题，从而产生高的检测灵敏度。

另一方面，基于纸/纺织品的柔性荧光传感器由于其独特的性质也越来越受到人们的关注。纸张和纺织品的交织纤维可以赋予所制备的荧光传感器分层多孔结构，这有利于水中测试样品的快速和自发的毛细管力驱动扩散。这种性能可以解决传统刚性传感器的一些缺点，特别是由于污染物在传统致密薄膜材料中的扩散受阻而引起的灵敏度限制。

发明内容

本发明的目的之一是提供一种基于离子液体的荧光水凝胶传感器的合成方法，合成方法简单，一步制备得到产品。

本发明的目的之二是提供一种上述合成方法合成的荧光水凝胶传感器在快速灵敏检测对硝基苯胺中的应用。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种基于离子液体的荧光水凝胶传感器的合成方法，具体为：

1）按5～20mL有机溶剂中加入300～600mg甲基丙烯酸羟乙酯、10～20mg的3-(蒽-9-基甲基)-1-乙烯基-1H-咪唑-3-鎓氯化物、3.5～7mg的N,N'-亚甲基双丙烯酰胺和4～8mg偶氮二异丁腈的比例，分别取甲基丙烯酸羟乙酯、3-(蒽-9-基甲基)-1-乙烯基-1H-咪唑-3-鎓氯化物、N,N'-亚甲基双丙烯酰胺和偶氮二异丁腈；而且，甲基丙烯酸羟乙酯与3-(蒽-9-基甲基)-1-乙烯基-1H-咪唑-3-鎓氯化物的质量比为30︰1，N,N'-亚甲基双丙烯酰胺的摩尔用量和偶氮二异丁腈的摩尔用量均为3-(蒽-9-基甲基)-1-乙烯基-1H-咪唑-3-鎓氯化物单体摩尔量的0.1～1%；