用于检测水中痕量4‑硝基苯酚的磁性量子点印迹材料、制备方法及用途

摘要

本发明涉及一种用于检测水中痕量4‑硝基苯酚的磁性量子点印迹材料、制备方法及用途，利用水热法制备了直径为8nm油酸修饰的四氧化三铁磁性颗粒，在环己烷、正己醇、曲拉通X‑100的微乳液体系，使用氨水作为催化剂，引发TEOS水解，制备磁性二氧化硅颗粒，并在其表面修饰了氨基。氨基和羧基间的氢键作用将量子点吸附到磁性纳米粒子表面，再包覆1nm厚二氧化硅保护层。使用分子动力学模拟，得到预聚合体系中模板分子、功能单体、交联剂的最佳比例，随后在磁性荧光内核表面进行分子印迹。结构表征和荧光实验证明传感器具有良好的形貌、优异的选择性和灵敏度、简便的磁性分离，在复杂的河水和自来水环境中准确、快速的检测痕量4‑硝基苯酚。

主权项

用于检测水中痕量4‑硝基苯酚的磁性量子点印迹材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤，(1)单分散性的四氧化三铁的制备：将FeSO₄·(NH₄)₂SO₄·6H₂O溶解在20‑22mL的水中得到0.001‑0.002mol的Fe²⁺前驱体溶液；然后，将10‑15mL的油酸、1‑2g的NaOH、10‑15mL的乙醇混合、搅拌得到均匀的溶液；将Fe²⁺前驱体溶液加入到上述均匀溶液中，出现淡绿色的沉淀，搅拌至沉淀变成棕色后，转入50mL的反应釜中、并密封，在180‑190℃下加热10‑15h，待反应釜冷却到室温后，取出堆积在底部的沉淀，用乙醇洗涤三次，在60‑70℃真空干燥24h，得到单分散性的四氧化三铁；(2)CdTe量子点的制备：550‑560mg的CdCl₂·2.5H₂O、280‑290mg的巯基乙酸(TGA)加入到170‑180mL的水中形成镉离子的前驱体溶液；用1‑2mol/L的氢氧化钠水溶液将pH调节至12‑13，然后再通30min的氮气；将120‑130mg的碲粉、200‑220mg的NaBH₄、10‑15mL的超纯水混合，在冰浴下反应至黑色的Te粉消失，直至溶液澄清，得到NaHTe溶液；然后，在氮气的氛围中，将5‑7mL的NaHTe溶液注入到镉离子的前驱体溶液中，室温下搅拌20‑25min后，回流2h，得到的CdTe量子点溶液；(3)Fe₃O₄@SiO₂微球的制备及其表面氨基的修饰：室温下，将0.7‑0.9mg Fe₃O₄溶解在7.0‑8.0mL的环己烷中；加入2g曲拉通X‑100、1.6mL的正己醇、0.34mL超纯水，搅拌形成微乳液系统；加入39‑42μL正硅酸乙酯(TEOS)，6小时后再加入100‑105μL的25％的氨水溶液来引发TEOS水解；24小时后，再加入1‑3μL的3‑氨丙基三乙氧基硅烷(APTES)继续搅拌24h，最后，加入异丙醇破乳；分别用乙醇、水洗涤3次；(4)Fe₃O₄@SiO₂@CdTe@SiO₂的制备：将4‑6mg CdTe量子点溶解在2mL超纯水中，再将9‑11mg的Fe₃O₄@SiO₂溶解在2mL的水中，将两种溶液混合后，再加入0.4‑0.6mL的pH＝7.0磷酸盐缓冲溶液，在室温下避光搅拌8h，反应完成后，蒸馏水离心洗涤；将得到的产物加入到溶解有1‑3μL APTES和9‑11μL TEOS的5mL水/乙醇(1:4)的混合溶液中，在室温下避光反应24h，量子点表面形成一层非常薄的二氧化硅保护层，用乙醇洗涤产物；(5)分子动力学模拟设计预聚合体系：通过改变功能单体和交联剂的数目，研究功能单体和交联剂数目对模板分子‑功能单体复合物(T‑FM)的稳定性的影响，确定的预聚合体系中4‑NP、APTES、TEOS最佳比例；(6)Fe₃O₄@SiO₂@CdTe@SiO₂@MIP的制备：首先将20‑25μmol的APTES、10‑15μmol的4‑硝基苯酚、80‑85μmol的TEOS溶解在4‑5mL的乙醇中，搅拌30min，再加入1‑2mL的2.5％的6.25％的氨水溶液，反应15‑20h，得到Fe₃O₄@SiO₂@CdTe@SiO₂@MIP，即所述磁性量子点印迹传感材料。