[发明专利]一种亚铜配合物发光材料及其制备方法和在2-甲基吡嗪、嘧啶VOCs传感中的应用

说明书

本发明公开了一种亚铜配合物发光材料及其制备方法和在2‑甲基吡嗪、嘧啶VOCs的荧光传感应用。本发明的亚铜配合物发光材料，由碘化亚铜与吡啶、三(4‑甲氧苯基)膦的乙腈溶液直接混合自组装，采用溶液挥发法得到，其分子结构为Cu₂I₂[Py]₂[TPP(4‑OMe)]₂。所述配合物具有反应条件温和、操作简单、原料易得、热稳定性高等优点。该配合物Cu₂I₂[Py]₂[TPP(4‑OMe)]₂晶体、薄膜、掺杂PMMA的薄膜、试纸在2‑甲基吡嗪、嘧啶VOCs中具有良好的荧光响应传感性能，其中配合物晶薄膜、试纸具有更加优良的响应速度和灵敏度，有望用于实际2‑甲基吡嗪、嘧啶VOCs的检测研究中。

技术领域

本发明涉及发光材料技术领域，涉及光致发光材料领域，特别是涉及荧光传感材料领域。

背景技术

根据世界卫生组织(WHO)的定义，VOCs(volatile organic compounds)是在常温下，沸点50℃-260℃的各种有机化合物。在我国，VOCs是指常温下饱和蒸汽压大于70Pa、常压下沸点在260℃以下的有机化合物，或在20℃条件下，蒸汽压大于或者等于10Pa且具有挥发性的全部有机化合物。通常分为非甲烷碳氢化合物(简称NMHCs)、含氧有机化合物、卤代烃、含氮有机化合物、含硫有机化合物等几大类。在室外VOCs主要来自燃料燃烧和交通运输产生的工业废气、汽车尾气、光化学污染等；而在室内VOCs主要来自燃煤和天然气等燃烧产物、吸烟、采暖和烹调等的烟雾，建筑和装饰材料、家具、家用电器、汽车内饰件生产、清洁剂和人体本身的排放等。大多数VOCs都具有毒性、刺激性、致畸形和致癌作用，可经呼吸道、皮肤、消化道等途径进入人体，进入人体内的VOCs超过一定浓度时会对人的呼吸、血液、肝脏等系统和器官造成损伤。例如甲醛(HCHO)，为较高毒性的物质，对皮肤粘膜有强烈的刺激作用。当室内甲醛达到一定浓度时，人就有不适感，浓度大于0.08mg/m³时即可引起眼红、眼痒、咽喉不适或疼痛、声音嘶哑、喷嚏、胸闷、气喘、皮炎等症状。甲醛已经被世界卫生组织确定为致癌和致畸形物质，是公认的变态反应源，也是潜在的强致突变物之一。又如吡啶(Py)，有强烈刺激性，能麻醉中枢神经系统，对眼及上呼吸道有刺激作用。吸入浓度过高，轻者有欣快或窒息感，继之出现抑郁、肌无力、呕吐；重者意识丧失、大小便失禁、强直性痉挛、血压下降，误服可致死。苯类化合物已经被世界卫生组织确定为强烈致癌物质，人在短时间内吸入高浓度的甲苯、二甲苯，可出现中枢神经系统麻醉作用，轻者出现头晕、胸闷、乏力、意识模糊，严重者可致昏迷以致呼吸、循环衰竭而死亡。由于挥发性有机化合物对人体健康和环境的严重危害，VOCs气体的高效、快速、实时检测在工业生产和家庭安全、室内外环境监测、及生物医疗等研究领域显得尤为重要。

目前，检测VOCs气体的方法有很多种，有气相色谱法(GC)、气相色谱一质谱法(GC-MS)、高效液相色谱法(HPLC)、荧光分光光度法、在线检测试验舱、原位实时监测等大型分析仪器。这些大型分析仪器对检测环境条件要求较高、所需费用昂贵、不便于进行现场分析和难以大规模地展开应用。因此，开发具有实时、高效，成本低、响应快、灵敏度高、低耗便携、测量精度高、测量范围广的VOCs传感器受到广泛的关注，将有助于VOCs气体的实时预警和环境污染气体的有效治理等。传感器是指能够对物理或者化学刺激响应并产生可检测信号的策略或者装置。一般由目标识别单元(如敏感膜、微珠等)和信号转换单元(如电极、光极、压电晶体、热敏电阻、场效应晶体管等)组成。目标识别单元就是从复杂样品中识别目标物时，会产生物理或化学响应，目标物可以是任何生物或者化学物质，如有机小分子、金属离子、蛋白、核酸、碳水化合物甚至是整个细胞。信号转换单元主要是在目标物被识别后转换成一个可定量的输出信号，如荧光信号、颜色信号、电信号、磁共振信号的变化等，通过监测输出信号的变化从而实现对待测物的分析。对于荧光传感器而言，荧光化学传感器就是依靠荧光信号的变化为检测手段，通常通过荧光的增强、猝灭或者发射波长的移动等方式进行检测，具有操作简便、灵敏度高、响应快与抗干扰强的优点。