一种检测铁离子的POSS基咪唑硒酮多孔荧光材料及其制备方法

本发明属于聚合物荧光物质制备领域，尤其涉及一种检测铁离子的poss基咪唑硒酮多孔荧光材料及其制备方法。

背景技术：

1、有机硅poss基材料因其独特的化学结构和优异的性能，相比传统材料展现出诸多优势。poss基材料具有耐高低温、电气绝缘、耐氧化、耐候、不易燃、憎水、耐腐蚀、无毒无味以及生理惰性等特点，这些特性使其在航空航天、医疗器械、电子、建筑、能源等行业得到了广泛应用。此外，poss基材料的有机-无机杂化结构使其在荧光、催化、生物活性、自修复等新功能的开发中展现出巨大潜力，从而在化学传感、催化、光电器件、生物成像和可穿戴材料等新兴领域受到高度关注。

2、铁离子（fe³⁺）在生物体内发挥着至关重要的作用，参与了许多关键的生化过程。维持铁离子的稳态对于细胞内的平衡和功能至关重要。铁离子缺乏会影响金属酶的合成和其他生化途径，进而导致一系列健康问题，包括发育迟缓、工作能力下降和多种疾病。因此，铁离子的检测在生物医学和环境监测领域具有重要意义。

3、目前的铁离子检测技术，如分光光度法、电感耦合等离子体质谱法、伏安法和原子吸收光谱法等面临灵敏度低、稳定性差、预处理过程复杂等“卡脖子”问题。尽管荧光聚合物检测方法因其高灵敏度和简便操作性受到关注，但现有技术普遍存在原料复杂、合成步骤繁琐、灵敏度低、识别位点单一和稳定性差等问题。因此，亟需开发一种新型高效、易合成、易分离并且能够高灵敏和高稳定检测铁离子的材料。

技术实现思路

1、针对现有技术存在的不足之处，本发明所要解决的技术问题是现有用于铁离子检测的荧光聚合物存在原料复杂、合成步骤繁琐、灵敏度低、识别位点单一和稳定性差的问题，提出一种具有制备方法简单、原料成本低，高灵敏且热稳定性优异的检测铁离子的poss基咪唑硒酮多孔荧光材料及其制备方法。

2、为解决所述技术问题，本发明采用的技术方案为：

3、本发明一方面提供一种检测铁离子的poss基咪唑硒酮多孔荧光材料，所述检测铁离子的poss基咪唑硒酮多孔荧光材料在poss基平台上引入咪唑硒酮功能基团和喹啉结构，所述检测铁离子的poss基咪唑硒酮多孔荧光材料由单体构成，所述单体的结构式为：。

4、具有如i所示的结构：

5、以上结构中，：。

6、本发明另一方面提供上述检测铁离子的poss基咪唑硒酮多孔荧光材料的制备方法，包括以下步骤：

7、以poss烯丙基咪唑硒酮、4,4-二氨基联苯甲酰胺和4-二苯胺基苯甲醛为原料，在溶剂中进行高温反应得到反应产物。

8、优选的，所述高温反应的反应温度为80-120℃，反应时间为24-40 h。

9、优选的，所述4-二苯胺基苯甲醛、4,4-二氨基联苯甲酰胺和poss烯丙基咪唑硒酮的摩尔比为1：（1-2.8）：（0.1-2.2）。

10、优选的，所述溶剂包括乙腈，所述poss烯丙基咪唑硒酮与所述乙腈的质量体积比为1-4g:2-20ml。

11、优选的，所述溶剂还包括bf3·oet和2,3-二氯-5,6-二氰对苯醌。

12、优选的，所述高温反应的反应温度为100℃，反应时间为36 h。

13、优选的，还包括后处理步骤，所述后处理步骤包括：离心所述反应产物并得到沉淀物，将沉淀物后用正己烷进行清洗后，过滤，然后分别用二氯甲烷和甲醇进行索式提取，得到褐色粉末，真空干燥，得到poss基咪唑硒酮多孔荧光材料。

14、优选的，真空干燥温度为45-60℃，时间为12-36 h。

15、本发明还提供上述检测铁离子的poss基咪唑硒酮多孔荧光材料作为荧光探针在检测铁离子中的应用。

16、与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

17、本发明提供一种检测铁离子的poss基咪唑硒酮多孔荧光材料，poss基材料的核心骨架由无机结构组成，而其外部有机基团通过精确设计和调控实现多功能化，这种杂化结构不仅提供了卓越的热稳定性和机械强度，还赋予材料优良的荧光性能；

18、本发明提供一种检测铁离子的poss基咪唑硒酮多孔荧光材料的制备方法，简化了合成步骤，降低了生产成本，有利于材料的大规模推广应用；

19、本发明提供一种检测铁离子的poss基咪唑硒酮多孔荧光材料作为荧光探针在检测铁离子中的应用，具有高灵敏度和高选择性。

技术特征：

1.一种检测铁离子的poss基咪唑硒酮多孔荧光材料，其特征在于，所述检测铁离子的poss基咪唑硒酮多孔荧光材料在poss基平台上引入咪唑硒酮功能基团和喹啉结构，所述检测铁离子的poss基咪唑硒酮多孔荧光材料由单体构成，所述单体的结构式为：。

2.根据权利要求1所述的检测铁离子的poss基咪唑硒酮多孔荧光材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

3.根据权利要求2所述的检测铁离子的poss基咪唑硒酮多孔荧光材料的制备方法，其特征在于，所述高温反应的反应温度为80-120℃，反应时间为24-40 h。

4.根据权利要求2所述的检测铁离子的poss基咪唑硒酮多孔荧光材料的制备方法，其特征在于，所述4-二苯胺基苯甲醛、4,4-二氨基联苯甲酰胺和poss烯丙基咪唑硒酮的摩尔比为1：（1-2.8）：（0.1-2.2）。

5.根据权利要求2所述的检测铁离子的poss基咪唑硒酮多孔荧光材料的制备方法，其特征在于，所述溶剂包括乙腈，所述poss烯丙基咪唑硒酮与所述乙腈的质量体积比为1-4g:2-20ml。

6.根据权利要求5所述的检测铁离子的poss基咪唑硒酮多孔荧光材料的制备方法，其特征在于，所述溶剂还包括bf3·oet和2,3-二氯-5,6-二氰对苯醌。

7.根据权利要求2所述的检测铁离子的poss基咪唑硒酮多孔荧光材料的制备方法，其特征在于，所述高温反应的反应温度为100℃，反应时间为36 h。

8.根据权利要求2所述的检测铁离子的poss基咪唑硒酮多孔荧光材料的制备方法，其特征在于，还包括后处理步骤，所述后处理步骤包括：离心所述反应产物并得到沉淀物，将沉淀物后用正己烷进行清洗后，过滤，然后分别用二氯甲烷和甲醇进行索式提取，得到褐色粉末，真空干燥，得到poss基咪唑硒酮多孔荧光材料。

9.根据权利要求8所述的检测铁离子的poss基咪唑硒酮多孔荧光材料的制备方法，其特征在于，真空干燥温度为45-60℃，时间为12-36 h。

10.根据权利要求1所述的检测铁离子的poss基咪唑硒酮多孔荧光材料作为荧光探针在检测铁离子中的应用。

技术总结本发明公开了一种检测铁离子的POSS基咪唑硒酮多孔荧光材料及其制备方法，属于聚合物荧光物质制备领域。检测铁离子的POSS基咪唑硒酮多孔荧光材料的制备方法包括以下步骤：以POSS烯丙基咪唑硒酮、4,4‑二氨基联苯甲酰胺和4‑二苯胺基苯甲醛为原料，以BF<subgt;3</subgt;·OEt、2,3‑二氯‑5,6‑二氰对苯醌、乙腈为溶剂，高温反应得到反应产物。本发明应用于铁离子检测方面，解决现有用于铁离子检测的荧光聚合物存在原料复杂、合成步骤繁琐、灵敏度低、识别位点单一和稳定性差的问题，具有制备方法简单、原料成本低，高灵敏且热稳定性优异的特点。技术研发人员：李文思,叶佳佳,李坤泽,孔震,张浩浩,安娟,倪佳瑶受保护的技术使用者：齐鲁理工学院技术研发日：技术公布日：2024/10/17