本發(fā)明涉及一種功能納米材料及制備和用途,確切講是本發(fā)明是一種可對醇水體系濃度進行識別檢測的材料、以及這種材料的前體、用這種材料配制的檢測液和其用途。
背景技術:現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中會用到大量的乙醇和水,最明顯的就是柱層析中用到有機溶劑的機會很多,因為二者是任意比例混溶的,而且醇比水揮發(fā)更快,想要簡單的方法確定二者的比例對于重復使用這些溶劑是很有意義的,不但可以減少實驗成本,而且綠色環(huán)保。同樣誤用了不確定具體比例的醇水體系會影響到反應產(chǎn)物的純度和產(chǎn)率,對于整個實驗生產(chǎn)會帶來更大的損失。目前有識別甲醇-乙醇體系的用到氣相色譜的方法,但是因為色譜柱要求近乎絕對無水,這種方法相對成本高,需要借助色譜儀,操作起來費時費力,不適于現(xiàn)場和快速分析。
技術實現(xiàn)要素:本發(fā)明提供一種納米功能材料,及這種材料的前體,和用這種材料配制的檢測液,本發(fā)明的這種功能材料以及所配制的檢測液可解決現(xiàn)有技術不足,快速確定醇水體系的含醇比例。本發(fā)明的這種功能材料的前體是一種如式1示的納米材料,式1而本發(fā)明的功能材料則是將式1示材料經(jīng)300℃~350℃灼燒處理后的材料。將本發(fā)明的功能材料用乙醇或甲醇溶解后即可得到待使用的可對醇水體系進行醇水濃度檢測的檢測液。之所以要事先將本發(fā)明的材料制備成檢測液是因為本發(fā)明的材料不溶于水,如果直接將其加入待測溶液中將會影響其使用。本發(fā)明的如式1示納米材料的制備方法是:在冰浴條件下,將1~5mmol三聚氯氰的丙酮溶液3~15m加入2~10ml的1~5mmol的3-氨基苯硼酸丙酮溶液中,然后再加入1~5mmol的2.5MNaOH溶液,攪拌后倒入冰浴中,在析出白色的不溶物進行抽濾,再經(jīng)真空75℃過夜烘干,得到目標物。本發(fā)明如式1示所述的納米材料優(yōu)選的制備方法是:在冰浴條件下,將184mg三聚氯氰的3ml丙酮溶液加到155mg的3-氨基苯硼酸的2ml丙酮溶液中,然后加入0.4ml的2.5MNaOH溶液,繼續(xù)攪拌1.5小時后倒入冰浴中,析出白色的不溶物后抽濾,真空75℃過夜烘干。本發(fā)明所述的檢測液的使用方法是:在待測甲醇水溶液中加入所述的檢測液,搖勻后即刻檢測其熒光強度,根據(jù)待測溶液瑩光強度確定其甲醇含量,或者在待測乙醇水溶液中加入權利要求3述的檢測液,搖勻后即刻檢測其熒光強度,根據(jù)待測溶液瑩光強度和相對應的瑩光波長確定其乙醇含量,或者在待測甲醇-乙醇溶液中加入權利要求3述的檢測液,搖勻后即刻檢測其熒光強度,根據(jù)待測溶液瑩光強度確定其甲醇-乙醇的相對含量。本發(fā)明的材料是一種熒光納米材料。現(xiàn)階段熒光納米材料更加吸引人們的興趣,因為熒光檢測技術具有靈敏度高,檢測速度快的優(yōu)點。本發(fā)明的這種材料可更為便捷、快速可靠、靈敏的識別醇水比例,因此有非常重要的現(xiàn)實意義。采用本發(fā)明的檢測醇水溶液中醇含量,不需要借助色譜儀,而且操作起來簡單省時省力,適于現(xiàn)場和快速分析,能簡單的通過熒光光譜定性分析出某一溶劑中醇水比例,而且同時具有檢測成本低和符合現(xiàn)在綠色環(huán)保的理念的優(yōu)點。附圖說明圖1為本發(fā)明所制備熒光功能單體H1譜。圖2為圖1上部局部部分的放大視。圖3為圖1下部局部部分的放大視。圖4為所制備熒光功能單體HRMS譜圖,因為有氯,所以285.01熒光功能單體(分子量284.89)的M峰,而287.01和289.00分別為M+2和M+4峰。圖5為所制備量熒光納米材料的掃描電鏡表征圖。圖6為紅外譜圖,其中曲線a、b、c分別代表了三聚氯氰、3-氨基苯硼酸和本發(fā)明的熒光納米材料的前體材料的紅外譜圖。圖7為單體在灼燒前后的紫外吸收譜圖,其中a、b曲線分別代表單體在灼燒前后的紫外吸收譜圖。圖8分別為300℃和350℃條件下灼燒得到的熒光譜圖。圖9為本發(fā)明的熒光納米材料在甲醇-水體系中的熒光變化,其中曲線a-j分別對應的甲醇:水的體積比分別為1:1、1:2、1:4、1:5、2:1、2:3、4:11、11:19、1:0(注:完全不含水)、0:1(注:完全不含甲醇)。圖10為本發(fā)明的熒光納米材料在乙醇-水體系中的熒光變化,其中曲線a-h分別對應的乙醇:水的體積比分別為2:3、3:7、1:3、1:4、4:1、0:1、1:0、1:1。圖11為本發(fā)明的熒光納米材料在甲醇-乙醇體系中的熒光變化,其中曲線a-h分別對應的甲醇:乙醇體積的比分別為1:1、1:2、1:4、1:5、1:9、1:14、2:1、2:13、1:0(注:100%的甲醇)、0:1(注:100%的乙醇)。具體實施方式本發(fā)明以下結合具體實施例和實驗例進行詳細說明:材料制備實施例制備納米材料單體:冰浴條件下,將1-5mmol三聚氯氰的3-15ml丙酮溶液加到1-5mmol的3-氨基苯硼酸的2-10ml丙酮體系中,然后加入1-5mmol的2.5MNaOH溶液,繼續(xù)攪拌1.5小時后倒入冰浴中,析出白色的不溶物后抽濾,真空75℃過夜烘干,得暗黃色粉末(產(chǎn)率73.7%)。合成流程圖見式2所示,所制備的產(chǎn)物核磁和質譜表征如圖1、4所示,證明單體的成功合成。產(chǎn)物氫譜、質譜數(shù)據(jù)如下:1HNMR(400MHz,DMSO-d6)δ=11.08(s,1H),8.12(s,2H),7.84(d,J=1.7Hz,1H),7.67-7.63(m,2H),7.62(d,J=7.4Hz,1H),7.37(t,J=7.7Hz,1H)其中δ=3.3為水峰,δ=2.08為丙酮峰。ESI-MSm/z【M+2】+=287.01。取17mg上述單體于坩堝中300℃灼燒10分鐘,得到淡黃色粉末12.14mg(產(chǎn)率71.4%),然后溶于乙醇(甲醇也可),用0.22μm的有機膜過濾,當作納米材料的儲備液(濃度4.26mM)。圖5對制備的納米材料進行掃描電鏡的表征,看出納米粒子很好的分散其中。圖6中a、b、c是三聚氯氰和3-氨基苯硼酸以及熒光單體的紅外譜圖,最終的反應是伯胺基團變仲胺基團,明顯在b曲線的728cm-1749cm-1有兩個仲胺的特征峰,而且3-氨基苯硼酸在3389cm-1、3469cm-1有兩個N-H的伸縮振動峰,但是產(chǎn)物中只有一個N-H的伸縮振動峰3385cm-1。表1元素分析以及圖6單體灼燒前后的紫外譜圖進一步說明成功制備了納米材料。檢測試驗例1先在甲醇-水的3ml溶劑體系中,加入實施例1中的納米材料儲備液30μl(2-60μl均可),搖勻后即刻測其熒光強度(Ex=290,Em=471和429狹縫寬3-5),不斷調整甲醇-水的比例a-j分別為1:1、1:2、1:4、1:5、2:1、2:3、4:11、11:19、1:0、0:1。由圖9對比可以看出:納米材料在水較多的體系中(小于2:3的體系中)明顯的發(fā)射波長在471nm處,而且隨著水的增加此處的熒光增強;但是甲醇體系中兩個發(fā)射波長(380nm、429nm),混合不同比例的水后比例大于2:3的體系中(1:1和2:1),發(fā)射波長在380nm處熒光變化較為明顯。檢測試驗例2在乙醇-水的3ml體系中,加入實施例1中的納米材料儲備液30μl(2-60μl均可),搖勻后即刻測其熒光強度(Ex=290,Em=471和380狹縫寬3-5),不斷調整乙醇-水的比例a-h分別為2:3、3:7、1:3、1:4、4:1、0:1、1:0、1:1。由圖10對比可以看出:納米材料在水較多的體系中(小于3:7的體系)明顯的發(fā)射波長在471nm處,而且隨著水的增加此處的熒光增強;但是乙醇中較多的(大于3:7)體系中,其發(fā)射波長在380nm,隨著乙醇增加,此處熒光強度增強。檢測試驗例3在甲醇-乙醇的3ml溶劑體系中,加入實施例1中的納米材料儲備液30μl(2-60μl均可),搖勻后即刻測其熒光強度(Ex=290,Em=429和380狹縫寬3-5),不斷調整甲醇-乙醇的比例a-j分別為1:1、1:2、1:4、1:5、1:9、1:14、2:1、2:13、1:0、0:1。由圖10看出,在甲醇:乙醇=1:5體系中發(fā)射光譜類似拱橋峰,其中兩個發(fā)射波長(380nm、429nm)熒光強度相當,混合不同比例的乙醇隨著乙醇增加,此處熒光強度不斷增強,而且380nm和429nm處熒光均不斷增強。