[发明专利]具有AIE性质的荧光纳米颗粒及其制备方法

说明书

本发明公开了一种具有AIE性质的荧光纳米颗粒，首先将2,6‑二甲酰基‑4‑甲基苯酚和异烟肼在特定条件下按照一定物质量之比反应，再将产物在DMF与水的混合溶液中自组装形成荧光纳米颗粒，低成本制备出具有聚集诱导发光(AIE)性质的荧光纳米颗粒，该纳米颗粒随着含水量的增加，荧光强度逐渐增强。接着，将常规使用的贴纸浸渍于上述荧光纳米颗粒溶液中，制备出可视化实时监测氨气的贴纸，该材料可定量检测NH₃，且具备制备方法简单、对氨气检测灵敏度高、方便快捷、选择性好、能实时检测、响应时间短、准确度高等优势特点，可广泛应用于食品防腐、环境安全等实时监测。

技术领域

本发明属于气体检测的生物质功能材料技术领域，涉及一种具有 AIE性质的荧光纳米颗粒，本发明还涉及采用上述纳米颗粒的制备方法，本发明还涉及利用上述荧光纳米颗粒制备可视化实时监测氨气的贴纸的方法。

背景技术

氨气(NH₃)是一种有机挥发性气体，作为脊椎动物甲状腺激素调节过程的信号，影响着机体和中枢神经系统的发育，氨也被广泛应用于化肥、炸药、制冷剂、医药、合成纤维及染料等领域作为化学中间体广泛应用于纺织品、食品、聚合物、炸药、肥料、清洁剂和药品等工业生产过程。与此同时，氨气又对人类造成很多潜在的危害。例如，人体在氨气环境的暴露易刺激呼吸道粘膜的永久性不良损伤，即使是吸入低浓度的氨也会使人体中毒，严重时可威胁生命安全；氨气会造成水生植物的疯长进而危害环境；大气中的氨气严重影响着PM2.5和酸雨的形成，导致空气污染日益严重，制约了社会的可持续发展全球每年因氨泄漏而引发的火灾、爆炸及中毒事件不计其数。因此，检测和测量氨的浓度在很多领域引起了广泛关注。氨的检测在制药、农化、食品等行业有着广泛的应用，氨传感器被广泛应用于汽车、环境监控和化工等行业。因此，方便、快捷且高选择性地检测氨气，在化学工程、环境科学及医学等方面都有着重大的意义。

目前检测NH₃常用的方法有气相色谱法和高效液相色谱法，然而，这些检测方法存在一些不足，如所需仪器昂贵、检测速度慢等。而荧光分析法具有灵敏度高、方便快捷、选择性好、能实时检测、响应时间短、准确度高等优点，在气体分析领域表现出巨大的应用潜力。

聚集诱导发光(AIE)分子因具有良好的固态发光效果而常被应用于制备荧光材料。纸作为生物质材料，具有来源广泛、价格低廉和环境友好等特点而被广泛应用。

发明内容

本发明的目的是提供一种具有AIE性质的荧光纳米颗粒，该荧光纳米颗粒是将2,6-二甲酰基-4-甲基苯酚与异烟肼结合，并在溶液中自组装成纳米颗粒，得到一种具有AIE性质的荧光纳米颗粒。

本发明的目的是提供一种具有AIE性质的荧光纳米颗粒的制备方法。

本发明的另一个目的是提供利用上述纳米颗粒制备可视化实时监测氨气的贴纸的方法。

本发明所采用的第一种技术方案是，具有AIE性质的荧光纳米颗粒，合成路线如下：

本发明采用的第二种技术方案为，具有AIE性质的荧光纳米颗粒的制备方法，具体制备步骤如下：

步骤1，向圆底烧瓶中加入2,6-二甲酰基-4-甲基苯酚，异烟肼和 40-60mL甲醇，搅拌使之溶解，在70℃条件下回流5-10小时；

步骤2，将二氯甲烷和甲醇以20:1的体积比混合形成混合溶剂做展开剂，监测反应进行的程度，直至两个原料点消失即停止步骤1中反应，冷却至室温，抽滤，即得淡黄色粉末产物；将淡黄色粉末产物溶解于在DMF与水的混合溶液中，配制浓度为3mM-10mM，在温度20-35℃下自组装成纳米颗粒。

在水含量为0％-10％的DMF与水混合溶液中，该荧光纳米颗粒表现出AIE性质。

本发明采用的第三种技术方案为，利用具有AIE性质的荧光纳米颗粒制备可视化实时监测氨气的贴纸的方法，具体包括如下过程：