本發(fā)明屬于熒光整體材料，具體涉及一種多級(jí)孔熒光整體材料及其制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、具有高靈敏度的熒光傳感器作為一種便攜式設(shè)備，在環(huán)境分析、食品安全監(jiān)測(cè)(如肉類新鮮度評(píng)估)、公共安全領(lǐng)域(如非法藥物、化學(xué)戰(zhàn)劑和爆炸物檢測(cè))等方面展現(xiàn)出顯著優(yōu)勢(shì)。然而，隨著實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景的復(fù)雜化和相關(guān)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的日益嚴(yán)格，熒光傳感技術(shù)在復(fù)雜樣品的區(qū)分檢測(cè)方面仍面臨諸多挑戰(zhàn)。首先，傳統(tǒng)熒光傳感介質(zhì)(如無(wú)規(guī)熒光粉末材料或在玻璃板等襯底表面涂敷熒光物質(zhì))存在顯著的局限性：其物理形態(tài)難以實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化填裝，導(dǎo)致器件集成度低；同時(shí)，這些材料易受環(huán)境因素(如溫度、濕度、光照等)干擾，出現(xiàn)熒光淬滅或信號(hào)漂移現(xiàn)象，嚴(yán)重影響檢測(cè)的穩(wěn)定性和重現(xiàn)性。此外，由于缺乏有效的前端分離介質(zhì)，傳統(tǒng)熒光傳感器難以實(shí)現(xiàn)復(fù)雜基質(zhì)中多組分混合樣品的特異性識(shí)別與區(qū)分檢測(cè)。為應(yīng)對(duì)上述挑戰(zhàn)，研究者已開發(fā)出兩種主要策略：主成分分析(pca)和傳感陣列技術(shù)。pca作為一種多元統(tǒng)計(jì)分析方法，可通過(guò)降維處理提取熒光響應(yīng)數(shù)據(jù)中的特征信息，但該方法高度依賴于原始數(shù)據(jù)的質(zhì)量和完整性，而實(shí)際樣品中的基質(zhì)效應(yīng)和環(huán)境變量(如濕度波動(dòng)、共存干擾物等)會(huì)顯著影響數(shù)據(jù)的可靠性，導(dǎo)致定量分析結(jié)果存在較大偏差。傳感陣列技術(shù)則通過(guò)構(gòu)建多通道檢測(cè)系統(tǒng)，利用不同傳感單元對(duì)目標(biāo)物的響應(yīng)模式差異實(shí)現(xiàn)區(qū)分檢測(cè)，但其同樣面臨環(huán)境干擾和信號(hào)串?dāng)_等問(wèn)題，且數(shù)據(jù)處理過(guò)程復(fù)雜，難以滿足現(xiàn)場(chǎng)快速檢測(cè)的需求。近年來(lái)，新型熒光傳感材料的開發(fā)為突破這些技術(shù)瓶頸提供了可能。例如，具有規(guī)整孔道結(jié)構(gòu)的金屬-有機(jī)框架材料(mofs)和共價(jià)有機(jī)框架材料(cofs)因其可調(diào)控的熒光性能和優(yōu)異的選擇性吸附能力，在復(fù)雜樣品的前端分離和特異性識(shí)別方面展現(xiàn)出巨大潛力。此外，基于機(jī)器學(xué)習(xí)算法的智能傳感系統(tǒng)正在興起，其通過(guò)建立多維響應(yīng)信號(hào)與目標(biāo)物濃度之間的非線性映射關(guān)系，有望實(shí)現(xiàn)對(duì)復(fù)雜環(huán)境中痕量目標(biāo)物的精準(zhǔn)定量檢測(cè)。未來(lái)，熒光傳感技術(shù)的發(fā)展將著重于提高材料的抗干擾能力、優(yōu)化器件集成工藝，并開發(fā)更先進(jìn)的信號(hào)處理算法，以滿足實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景中對(duì)靈敏度、選擇性和可靠性的更高要求。

2、熒光傳感器在各個(gè)領(lǐng)域表現(xiàn)出較好的應(yīng)用前景，但在實(shí)際應(yīng)用中必須解決熒光材料成型加工難、傳質(zhì)過(guò)程難、普適性較差等技術(shù)問(wèn)題。因此，熒光材料的成型以及分離單元與傳感單元的串聯(lián)對(duì)熒光傳感器在實(shí)際中的應(yīng)用至關(guān)重要。是解決熒光傳感器中傳感介質(zhì)對(duì)混合物區(qū)分識(shí)別差的主要途徑。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種多級(jí)孔熒光整體材料及其制備方法和應(yīng)用，用以解決現(xiàn)有的熒光材料普適性較差以及分離單元與傳感單元串聯(lián)困難的技術(shù)問(wèn)題。

2、為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)：

3、本發(fā)明公開了一種多級(jí)孔熒光整體材料的制備方法，包括以下步驟：

4、將含有多元醛基官能團(tuán)且具有聚集誘導(dǎo)發(fā)光的熒光化合物、含氨基官能團(tuán)的化合物與溶劑混合后，得到均相溶液；

5、將均相溶液引入毛細(xì)管中后放入加熱裝置中進(jìn)行加熱反應(yīng)，得到固體產(chǎn)物；將固體產(chǎn)物進(jìn)行后處理，得到多級(jí)孔熒光整體材料。

6、進(jìn)一步地，當(dāng)含氨基官能團(tuán)的化合物為固體時(shí)，具體的步驟為：

7、將含有多元醛基官能團(tuán)且具有聚集誘導(dǎo)發(fā)光的熒光化合物和溶劑混合，得到混合溶液a；

8、將含氨基官能團(tuán)的化合物和溶劑混合，得到混合溶液b；

9、將混合溶液a和混合溶液b混合，得到均相溶液；將均相溶液引入毛細(xì)管中后放入加熱裝置中進(jìn)行加熱反應(yīng)，得到固體產(chǎn)物；將固體產(chǎn)物進(jìn)行后處理，得到多級(jí)孔熒光整體材料；

10、當(dāng)含氨基官能團(tuán)的化合物為液體時(shí)，具體的步驟為：

11、將含有多元醛基官能團(tuán)且具有聚集誘導(dǎo)發(fā)光的熒光化合物和溶劑混合，得到混合溶液a；在混合溶液a中加入含氨基官能團(tuán)，得到均相溶液；將均相溶液引入毛細(xì)管中后放入加熱裝置中進(jìn)行加熱反應(yīng)，得到固體產(chǎn)物；將固體產(chǎn)物進(jìn)行后處理，得到多級(jí)孔熒光整體材料。

12、進(jìn)一步地，所述溶劑為有機(jī)溶劑或有機(jī)溶劑和水的混合物；所述含醛基官能團(tuán)的化合物且具有聚集誘導(dǎo)發(fā)光的熒光化合物為四醛基四苯乙烯；

13、所述含氨基官能團(tuán)的化合物為反式-1,2-環(huán)己二胺、1,4-丁二胺、1,4-環(huán)己二胺、對(duì)苯二胺、間苯二胺、鄰苯二胺或水合肼。

14、進(jìn)一步地，所述含有多元醛基官能團(tuán)且具有聚集誘導(dǎo)發(fā)光的熒光化合物與溶劑的用量比為91.6mg：(426～535)μl。

15、進(jìn)一步地，所述含氨基官能團(tuán)的化合物與溶劑的用量比為(25～47)mg：(426～535)μl。

16、進(jìn)一步地，所述加熱裝置為水浴鍋；所述加熱反應(yīng)的溫度為40～80℃，時(shí)間為4～12h。

17、進(jìn)一步地，所述后處理包括依次進(jìn)行的洗滌和干燥處理。

18、進(jìn)一步地，所述洗滌是采用乙醇和正己烷依次沖洗。

19、本發(fā)明還公開了采用上述制備方法制備得到的一種多級(jí)孔熒光整體材料的制備方法。

20、本發(fā)明還公開了上述一種多級(jí)孔熒光整體材料的制備方法。

21、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果：

22、本發(fā)明公開了一種多級(jí)孔熒光整體材料的制備方法，將含有多元醛基官能團(tuán)且具有聚集誘導(dǎo)發(fā)光的熒光化合物、含氨基官能團(tuán)的化合物、溶劑等混合后引入毛細(xì)管中，在毛細(xì)管中原位可控制備了多級(jí)孔熒光整體材料；由于多元醛基官能團(tuán)化合物具有聚集誘導(dǎo)發(fā)光性質(zhì)，形成的固體多級(jí)孔熒光整體材料表現(xiàn)出理想熒光性質(zhì)，同時(shí)，其剛性骨架賦予熒光整體材料較高的比表面積和多級(jí)孔結(jié)構(gòu)；而現(xiàn)有技術(shù)合成的熒光材料均為無(wú)規(guī)熒光粉末材料或在玻璃板等襯底表面涂敷熒光物質(zhì)等，導(dǎo)致其在實(shí)際應(yīng)用中無(wú)法成型填裝，無(wú)法對(duì)混合樣品進(jìn)行分離，而上述采用的毛細(xì)管起到介質(zhì)填裝載體的作用，實(shí)現(xiàn)了分離單元與傳感單元的串聯(lián)；多級(jí)孔熒光整體材料中的多級(jí)孔可以提高傳質(zhì)過(guò)程，并對(duì)樣品進(jìn)行吸附分離；同時(shí)，熒光特性使其作為傳感介質(zhì)，以實(shí)現(xiàn)混合樣品的區(qū)分檢測(cè)。

技術(shù)特征：

1.一種多級(jí)孔熒光整體材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多級(jí)孔熒光整體材料的制備方法，其特征在于，當(dāng)含氨基官能團(tuán)的化合物為固體時(shí)，具體的步驟為：

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多級(jí)孔熒光整體材料的制備方法，其特征在于，所述溶劑為有機(jī)溶劑或有機(jī)溶劑和水的混合物；所述含醛基官能團(tuán)的化合物且具有聚集誘導(dǎo)發(fā)光的熒光化合物為四醛基四苯乙烯；

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多級(jí)孔熒光整體材料的制備方法，其特征在于，所述含有多元醛基官能團(tuán)且具有聚集誘導(dǎo)發(fā)光的熒光化合物與溶劑的用量比為91.6mg：(426～535)μl。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多級(jí)孔熒光整體材料的制備方法，其特征在于，所述含氨基官能團(tuán)的化合物與溶劑的用量比為(25～47)mg：(426～535)μl。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多級(jí)孔熒光整體材料的制備方法，其特征在于，所述加熱裝置為水浴鍋；所述加熱反應(yīng)的溫度為40～80℃，時(shí)間為4～12h。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多級(jí)孔熒光整體材料的制備方法，其特征在于，所述后處理包括依次進(jìn)行的洗滌和干燥處理。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種多級(jí)孔熒光整體材料的制備方法，其特征在于，所述洗滌是采用乙醇和正己烷依次沖洗。

9.一種多級(jí)孔熒光整體材料，其特征在于，采用權(quán)利要求1～8中任意一項(xiàng)所述的制備方法制備得到。

10.權(quán)利要求9所述的一種多級(jí)孔熒光整體材料在熒光傳感器中的應(yīng)用。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種多級(jí)孔熒光整體材料及其制備方法和應(yīng)用，屬于熒光整體材料技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明公開的制備方法包括：將含有多元醛基官能團(tuán)且具有聚集誘導(dǎo)發(fā)光的熒光化合物、含氨基官能團(tuán)的化合物與溶劑混合后，得到均相溶液；將均相溶液引入毛細(xì)管中后放入加熱裝置中進(jìn)行加熱反應(yīng)，得到固體產(chǎn)物；將固體產(chǎn)物進(jìn)行后處理，得到多級(jí)孔熒光整體材料，該方法解決了現(xiàn)有的熒光材料普適性較差以及分離單元與傳感單元串聯(lián)困難的技術(shù)問(wèn)題。

技術(shù)研發(fā)人員：劉忠山,王潔,房喻
受保護(hù)的技術(shù)使用者：陜西師范大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/8