一種光聚合法制備親水性熒光納米球及其在2,4,6-三硝基甲苯爆炸物檢測中的應用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于硝基爆炸物傳感和檢測技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種原位光聚合法制備親水性熒光納米球及其在2，4，6-三硝基甲苯爆炸物檢測中的應用。
技術(shù)背景
[0002]隨著社會的發(fā)展，人們越來越重視國土安全，人類健康和綠色環(huán)境，炸藥殘留物和爆炸類似物的檢測，吸引了科學的關(guān)注，并成為應對恐怖主義威脅，土壤和地下水污染的重要國際問題，爆炸物及其類似物的快速、靈敏、選擇性分析是分析化學界與社會最為關(guān)注的領(lǐng)域之一。根據(jù)化學性質(zhì)分類，炸藥可分為硝基芳烴，硝酸酯，重氮鹽化合物和過氧化物。其中，2，4，6-三硝基甲苯作為一種重要的爆炸物被廣泛運用于軍工生產(chǎn)和民用爆破中，由于其是一種高毒性的致癌化合物，因此在生產(chǎn)和使用過程中，很容易滲入土壤和水體中，對環(huán)境造成極大的損害，對民眾的健康構(gòu)成了很大的威脅，所以檢測此類化合物對環(huán)境和人體健康都具有十分重要的意義。其中，硝基爆炸物是人類在軍事行動和犯罪行為使用最廣泛的，作為普通工業(yè)炸藥，常見的有2，4，6-三硝基甲苯，2，4，6-三硝基苯酚、2，4- 二硝基甲苯和三硝基苯甲硝胺。現(xiàn)在硝基苯的檢測方法主要有氣相色譜法、氣質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)、電化學法，液相色譜法、表面等離子共振光譜法等。然而這些方法都存在著一定的局限性，如儀器復雜難以操作和設備昂貴導致不能廣泛應用，爆炸物檢測限低、靈敏度低、不能做到選擇性檢測、檢測方法不穩(wěn)定性等問題。
[0003]隨著納米科學的不斷進步，納米材料借助其獨特優(yōu)異的光學、電學性能成為近些年的研宄熱點。半導體量子點具有寬激發(fā)，強量子效率，較大的半徑位移和狹窄對稱的熒光譜峰，背景干擾小，熒光穩(wěn)定，發(fā)光強等特點，使其在檢測、細胞成像和癌癥追蹤的等生物學領(lǐng)域具有潛在的應用價值。為了實現(xiàn)硝基芳香族爆炸品的分析檢測，設計一種簡單的基于量子點發(fā)光材料的2，4，6-三硝基甲苯傳感器，達到水溶性好、高靈敏度、快速且低成本的檢測目的，是本發(fā)明的意義和重點所在。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種光聚合法制備親水性熒光納米球及其在2，4，6-三硝基甲苯爆炸物痕量檢測中的應用。
[0005]本發(fā)明以烯丙基硫醇修飾的硫化鋅摻錳量子點為功能單體，通過紫外光輻射使其聚合得到親水性熒光納米球，并將其應用于2，4，6-三硝基甲苯硝基爆炸物的檢測。
[0006]本發(fā)明所述的親水性熒光納米球的制備方法，其具體步驟如下:
[0007]a.將0.3-1.0mmol可溶解于氯仿中的硫化鋅摻錳量子點、0.01-1.0mmol的烯丙基硫醇注射入4-10mL氯仿中，均勻攪拌10-30min，產(chǎn)物用10_30mL乙醇沉淀，離心得到白色沉淀，然后超聲分散到2-6mL氯仿中，得到烯丙基硫醇修飾的硫化鋅摻錳量子點分散液；
[0008]b.將5-50mg十二烷基磺酸鈉加入5_15mL去離子水中完全溶解；
[0009]c.將0.1-0.8mL步驟a得到的分散液、5-50 μ g偶氮二異丁腈、0.2-0.9mL氯仿混合均勻后，倒入步驟b配制的十二烷基磺酸鈉水溶液中，于超聲波細胞破碎機中超聲3-5min，得到白色微乳液；
[0010]d.將步驟C得到的白色微乳液置于紫外激光器下照射5-30min，期間在攪拌條件下滴加0.5-5.0mg的巰基乙胺；
[0011]e.最后在室溫下攪拌，待氯仿完全揮發(fā)后，8000-12000r/min離心10_25min得到白色沉淀，再用去離子水離心清洗掉表面殘留的十二烷基磺酸鈉，最終將沉淀分散到3-5mL去離子水中，即得到親水性熒光納米球。所述的紫外激光器照射波長為365nm。
[0012]調(diào)控步驟a中的烯丙基硫醇的濃度在3.75-9.9mM范圍內(nèi)，最終得到的親水性熒光納米球粒徑范圍在50-100nm間可控調(diào)變。
[0013]將上述制備的親水性熒光納米球應用于2，4，6-三硝基甲苯爆炸物的痕量檢測中。
[0014]本發(fā)明的有益效果:本發(fā)明采用光激發(fā)原位聚合法，將油相量子點聚合為親水性熒光納米球，調(diào)控烯丙基硫醇單體的變化量在3.75-9.9mMXl.0mL氯仿之間，可以得到在50-100nm間尺寸可調(diào)變的納米球。通過該方法得到的納米球，可以在水相中穩(wěn)定分散并且尺寸均一。在2，4，6-三硝基甲苯爆炸物存在的條件下，修飾在納米球表面的氨基與2，4，6-三硝基甲苯在強堿性條件下特異性結(jié)合，會發(fā)生電子轉(zhuǎn)移，使其在350-600nm間有一寬吸收峰，在342nm近紅外光的激發(fā)下，與硫化鋅摻猛納米顆粒的591nm處的發(fā)射峰發(fā)生重疊，產(chǎn)生有效的熒光淬滅，可以通過檢測熒光強度，達到定性定量檢測2，4，6-三硝基甲苯的目的。與傳統(tǒng)的檢測方法比較，該方法操作簡單，背景干擾小，信號強，成本低，且具有檢測限低，快速準確，靈敏度高的特點。這在功能納米材料合成技術(shù)和硝基爆炸物檢測技術(shù)方面都具有重要的意義。
【附圖說明】
[0015]圖1:實施例1制得的親水性熒光納米球的透射照片。
[0016]圖2:實施例1制得的親水性熒光納米球的粒徑分布圖。
[0017]圖3:實施例2制得的親水性熒光納米球的透射照片。
[0018]圖4:實施例2制得的親水性熒光納米球的粒徑分布圖。
[0019]圖5:實施例3制得的親水性熒光納米球的透射照片。
[0020]圖6:實施例3制得的親水性熒光納米球的粒徑分布圖。
[0021]圖7:2，4，6-三硝基甲苯硝基爆炸物在強堿條件下的紫外吸收峰。
[0022]圖8:實施例3制得的親水性熒光納米球檢測2，4，6_三硝基甲苯的熒光光譜圖。
【具體實施方式】
[0023]實施例1
[0024]1.將0.Smmol的可溶解于氯仿中的硫化鋅摻錳量子點(錳的摩爾摻雜量為5% )、0.06mmol的稀丙基硫醇注射入6mL氯仿中，均勾攪拌20min，產(chǎn)物用20mL乙醇沉淀，離心得到白色沉淀，然后超聲分散到4mL氯仿中，得到烯丙基硫醇修飾的硫化鋅摻錳量子點分散液；
[0025]2.將18mg十二烷基磺酸鈉加入1mL去離子水中完全溶解；
[0026]3.將0.25mL