[发明专利]一种检测微量Ce3+的荧光试剂、其制备方法及应用

说明书

本发明涉及一种检测微量Ce³⁺的荧光试剂、其制备方法及应用，属于荧光化学传感器领域。所述荧光试剂是由TPBD‑COOH、去离子水以及四氢呋喃组成的；TPBD‑COOH在去离子水和四氢呋喃的混合溶剂中处于聚集状态，具有一定的荧光信号，TPBD‑COOH与Ce³⁺发生配位作用后使其分子内旋转进一步受限，荧光信号会显著增强，达到对Ce³⁺检测的目的。本发明所述荧光试剂对Ce³⁺具有特异性的“点亮”型荧光响应，检测灵敏度高且响应迅速，荧光持续稳定，并具有良好特异选择性；另外，本发明所述荧光试剂的制备方法简单，而且检测时的操作方便。

技术领域

本发明涉及一种检测微量Ce³⁺的荧光试剂、其制备方法及应用，属于荧光化学传感器领域。

背景技术

铈是地壳中含量最高的稀土元素，具有重要的战略地位和独特的理化性质，在钢铁、有色金属及其合金、发火合金、尾气净化、永磁材料、贮氢材料等工业领域和有机催化、农业降解、动物营养、生物医学等科研领域有着广泛应用。

我国稀土矿藏十分丰富，占世界已知储量的80％，而铈的含量则占稀土元素总量的50％。自生产技术突破和市场扩大以来，我国已成为铈及其稀土混合金属的生产大国、应用大国和出口大国，稀土产业的蓬勃发展也对环境保护提出了更高的要求。因此，对工业生产和科学研究中产生的微量废弃金属铈进行特异性定量检测具有十分重要的意义。

目前对于铈的检测方法主要有电感耦合等离子体原子发射光谱法、X射线荧光光谱法、原子吸收光谱法、电位滴定法和光度法等。由于前几种方法存在仪器昂贵、测试成本高、对其他金属干扰抵抗力差等缺陷，光度法成为目前对铈进行微量检测的主要手段(杨乡珍.光度法测定铈的研究进展.湿法冶金, 2009,28,1,56-63)。铈在地壳中一般以Ce⁴⁺离子和Ce³⁺离子的形式存在，由于 Ce⁴⁺离子的水解能力较强，土壤中的铈元素一般以Ce⁴⁺离子的形式进行富集。在光度法的检测中，常规光度法和催化动力学光度法主要基于显色剂与铈离子 (Ce⁴⁺和Ce³⁺)形成络合物，或是利用Ce⁴⁺离子的氧化褪色性质进行测定，由于对Ce³⁺离子存在较少，基于Ce³⁺离子的测定鲜有报道。光度法存在显色灵敏度不够高和金属离子干扰的问题；而紫外光度法和化学计量光度法等测试手段则需要进行预处理和光谱数据计算，增加了测试的工作量；荧光试剂法能够在较低的检出限和检测范围内实现线性检测，但这方面的研究很少，且部分试剂为荧光淬灭型(Susner,M.A.；Conner,B.S.Flux growth andcharacterization of Ce-substituted Nd2Fe14B single crystals.Journal ofMagnetism and Magnetic Materials,2017,434,1-9)，实现准确定量检测有一定难度。

2001年，唐本忠课题组报道了“聚集诱导发光(AIE)”现象(Luo,J D.；Xie,Z.L.；Lam,J.W.Y.Aggregation-induced emission of 1-methyl-1,2,3,4,5-pentaphenylsilole. Chem.Commun.,2001,18,1740-1741)，由于其独特的“点亮”效果，AIE分子被广泛应用于化学和生物传感，如Al³⁺、Hg²⁺、蛋白质等，目前未见到“点亮”型的AIE分子应用于Ce³⁺的检测。

发明内容