[发明专利]红色荧光银纳米团簇及其制备方法和检测铜离子的应用

说明书

本发明涉及一种红色荧光银纳米团簇及其制备方法和检测铜离子的应用。所述的红色荧光银纳米团簇以5‑巯基‑(1H)‑四唑基乙酸钠为保护剂，硼氢化钠为还原剂，硝酸银溶液作为基体，利用“一锅法”制得红色荧光银纳米团簇水溶液。本发明制备工艺简单、反应条件简单、便于操作。所制得的红色荧光银纳米团簇水溶性好、稳定性强、Stocks位移大、抗光漂白能力强等优点，且对铜离子具有超高灵敏度、高选择性的响应，可应用于葡萄酒中铜离子的检测。

技术领域

本发明涉及银纳米团簇的制备，特别涉及一种红色荧光银纳米团簇及其制备方法和应用。

背景技术

铜作为人体必需的微量元素，在中枢神经系统、免疫系统、骨组织和内脏系统的发育和功能维持中发挥着重要作用。然而，人体对Cu²⁺的过量摄入可能会导致多种疾病，如肾、肝损伤和神经系统损伤，对身体造成不良影响。因此，建立一种高选择性、快速地检测痕量Cu²⁺的方法具有重要意义。

近年来，荧光分析法由于操作便捷、灵敏度高、信号响应快、成本低、实时检测且对样品几乎无损伤等优点，在分析检测领域被广泛研究。在已报道的荧光材料中，金属纳米团簇因其优异的光学性质，如斯托克斯位移大、良好的耐光漂白性能和稳定的发光性能而备受关注。银纳米团簇逐渐成为金属纳米材料中重要的研究部分。在合成中，因为巯基与金属有很强的作用力，硫醇小分子则被广泛用作金属纳米簇的保护剂。Saifei Pan等将硝酸银与硫代水杨酸(TSA)混合溶液添加到乙醇溶液中，并在氮气保护下将混合物于80℃的条件下加热剧烈搅拌2小时后，得到银纳米团簇溶液(Journal of Materials Chemistry B,2018,6:3927-3933)。Cong Tang等硝酸银与谷胱甘肽(GSH)在100℃的高温下合成银纳米簇(Analytical Chemistry,2017,89(9):4994-5002)。Mostafa Farrag等硝酸银和2-苯乙硫醇(PhCH₂CH₂SH)溶解于甲醇中，在冰冷条件下滴加新鲜制备的NaBH₄溶液，经离心后收集沉淀，用甲醇反复洗涤得到银纳米团簇。

上述这些方法或需要在加热的条件下合成或需要在低温下合成，对反应温度的要求比较高；还有些纳米簇的合成还需要有机试剂的加入。

发明内容

本发明的目的是提供一种红色荧光银纳米团簇及其制备方法和应用，至少获得一种灵敏检测铜离子的红色荧光银纳米团簇。

为实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供一种红色荧光银纳米团簇的制备方法，以5-巯基-(1H)-四唑基乙酸钠为保护剂，硼氢化钠为还原剂，硝酸银溶液作为基体，通过“一锅法”制备得到红色荧光银纳米团簇溶液。

进一步地，以上方法包括步骤：

步骤一，将5-巯基-(1H)-四唑基乙酸钠溶液和硝酸银溶液混合均匀，加入硼氢化钠溶液搅拌均匀；

步骤二，室温反应6-36h，待反应后取出得到红色荧光银纳米团簇水溶液。

进一步地，步骤一中，以体积份数计，将5-30份5mmol/L的5-巯基-(1H)-四唑基乙酸钠溶液和5份5mmol/L的硝酸银溶液混合均匀，加入0.1-0.5份0.5mol/L硼氢化钠溶液搅拌均匀。

进一步地，所述硝酸银和硼氢化钠的摩尔比为1:5；所述硝酸银和5-巯基-(1H)-四唑基乙酸钠的摩尔比为1:3。

进一步地，步骤二中，控制温度在室温条件下反应24h。

本发明采用“一锅法”合成红色荧光银纳米团簇。制备过程简单易操作，仪器要求低、成本较低，绿色环保且无需产物后处理、反应条件温和，获得的纳米团簇的发光性能好。