CN106970030B - 一种酞菁-铱金属配合物在银离子检测中的应用 - Google Patents

一种酞菁-铱金属配合物在银离子检测中的应用 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种酞菁‑铱金属配合物在银离子检测中的应用，将酞菁‑铱金属配合物溶于四氢呋喃或二氯甲烷中，逐步加入待检测物，测试吸收光谱，酞菁铱金属配合物在690nm处和814nm处的吸光度的比值A690/A814发生变化，则证明待检测物中含有银离子，否则，则不含银离子。与现有技术相比，本发明具有实现快速，准确，低成本且选择性高等优点。

Description

一种酞菁-铱金属配合物在银离子检测中的应用
技术领域
本发明涉及化学传感器技术领域，具体涉及酞菁-铱金属配合物及其制备和应用。
背景技术
银离子在化学领域有广泛的应用，银离子具有杀菌作用，银离子穿透细胞膜壁进入细胞内，并与巯基(-SH)反应，使蛋白质凝固，破坏细胞合成酶的活性，细胞丧失***增殖能力而死亡。当菌体失去活性后显中性，银离子游离出来再去与细菌结合杀菌，从而达到持久抗菌效果。银是一种广谱抗菌金属，少量银离子就有很好的抗菌效果。现代研究进一步证明，只要有一定量的银溶入水中，变成银离子后，即有高强的杀菌本领。在现代药典中，先后收载过硝酸银、蛋白银、矽炭银、磺胺嘧啶银等四个含银药物，分别用于眼结膜炎、淋病、膀胱炎、痢疾、肠炎、烧伤等疾病的治疗。另外，银离子还有一些其他作用，比如银筷子可以检测食物中含硫的毒剂，微量的银对人体是无害的，WHO规定银对人体的安全值为0.05ppm以下，饮用水中银离子的限量为0.05mg/L。因此，如何快速有效的检测银离子对于生物化学、环境科学以及医学等都有重大意义。迄今对于银离子的检测人们已经发展出多种方法，如原子吸收光谱，原子发射光谱等，然而这些方法有很多缺点，如样品需要预处理，检测不够快速、检测价格昂贵等缺点。因此在许多重要场合，人们迫切需要快速、准确、低成本并能选择性的检测银离子的方法。
近年来，具有优越的，对于同样具有优越性能的酞菁-铱金属配合物的报道很少，酞菁类化合物是一类有机功能颜料，它们具有很好的化学稳定性、优异的光电性质，这类化合物在光导、光存储、化学传感器、光伏打电池、非线性光学、电致变色显示等高新技术领域具有广阔的应用前景，本发明进一步阐明了酞菁-铱金属配合物在光化学传感领域的应用。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种实现快速，准确，低成本且选择性高的酞菁-铱金属配合物在银离子检测中的应用。
本发明的目的就是利用酞菁-铱金属配合物和银离子的特异性相互作用，通过吸收光谱的变化来检测银离子。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：一种酞菁-铱金属配合物在银离子检测中的应用，其特征在于，将酞菁-铱金属配合物溶于四氢呋喃中，逐步加入待检测物，测试吸收光谱，酞菁铱金属配合物在690nm处和814nm处的吸光度的比值A690/A814发生变化，则证明待检测物中含有银离子，否则，则不含银离子。
所述的酞菁-铱金属配合物的化学式为C64H80N8O8IrCl2，结构式如下:
上述酞菁-铱金属配合物采用已公开专利申请CN105968118A的方法制得。
选择了酞菁-铱金属配合物溶于四氢呋喃或二氯甲烷中的浓度为1.0×10-5mol/L进行定量研究。所述的酞菁-铱金属配合物在四氢呋喃或二氯甲烷中的浓度为在1.0×10- 6mol/L和2.0×10-5mol/L之间均有相同的实验现象。
酞菁-铱金属配合物溶于四氢呋喃中，酞菁铱金属配合物在690nm处和814nm处的吸光度的比值A690/A814为1，每间隔5min，加入含有0.1倍当量Ag+的待检测物，检测吸收光谱，一直加到1.7倍当量，吸收光谱不再发生变化，酞菁铱金属配合物在690nm处和814nm处的吸光度的比值A690/A814由1提高到37.5。
将酞菁-铱金属配合物溶于四氢呋喃中，第一次加入待检测物，测试吸收光谱，酞菁铱金属配合物在690nm处和814nm处的吸光度的比值A690/A814如在1.5～37.5之间，则证明待检测物中含有银离子，如低于1.5则逐步加入待检测物，观察A690/A814是否发生变化。
将酞菁-铱金属配合物溶于二氯甲烷中，逐步加入待检测物，测试吸收光谱，酞菁铱金属配合物在690nm处和890nm处的吸光度的比值A690/A890发生变化，则证明待检测物中含有银离子，否则，则不含银离子。
酞菁-铱金属配合物溶于二氯甲烷中，酞菁铱金属配合物在690nm处和890nm处的吸光度的比值A690/A890为11.2，每间隔5min，加入含有1倍当量Ag+的待检测物，测试吸收光谱，一直加到8倍当量，吸收光谱不再发生变化。酞菁铱金属配合物在690nm处和890nm处的吸光度的比值A690/A890由11.2降低到0.8。
金属配合物溶于二氯甲烷中，第一次加入待检测物，测试吸收光谱，酞菁铱金属配合物在690nm处和890nm处的吸光度的比值A690/A890如在11.2～0.8之间，则证明待检测物中含有银离子，如高于11.2则逐步加入待检测物，观察A690/A890是否发生变化。
实验中的待检测物为四氟硼酸银，故检测未知溶液是否含有银离子需要在待测液里加入四氟硼酸盐，若待测液含有银离子，则使得待测液为含有四氟硼酸银的溶液。
在待检测物中加入四氟硼酸盐，如待检测物中含有银离子，使其结合为四氟硼酸银，四氟硼酸盐的加入量为10倍以上当量的酞菁-铱金属配合物，使四氟硼酸根过量。将制得的酞菁-铱金属配合物溶解于四氢呋喃中，浓度均为1.0×10-5mol/L，加入过量2倍的不同金属离子，不同的金属离子分别为Na+，Ni2+，Co2+，Zn2+，Bi3+，Mn2+，K+，Cu2+，Ca2+，Sn2+，Cr3+，Fe2 +，Eu3+，Gd3+，Cs+，Mg2+，Ba2+，Pb2+，Fe3+分别是达到平衡后测试吸收光谱，对酞菁-铱金属配合物的吸收光谱并无影响，说明该化合物对银离子具有高的选择性。
与现有技术相比，本发明酞菁-铱配合物用于银离子检测过程中，其他的金属离子没有干扰，可实现快速，准确，低成本且高选择性地分析检测银离子。
附图说明
图1：本发明的酞菁-铱配合物在四氢呋喃中的吸收光谱；
图2：本发明的酞菁-铱配合物在二氯甲烷中的吸收光谱；
图3：THF中的滴定光谱；
图4：THF中的滴定曲线；
图5：DCM中的滴定光谱；
图6：DCM中的滴定曲线；
图7：选择性柱状图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
实施例1：
在浓度为1.0×10-5mol/L的铱-酞菁金属配合物THF溶液中，加入0.1倍当量AgBF4，使得银离子为铱-酞菁金属配合物的0.1倍当量，A690/A814由1.15降低为1.13。
实施例2：
在浓度为1.0×10-5mol/L的铱-酞菁金属配合物THF溶液中，加入0.1倍当量AgBF4，使得银离子为铱-酞菁金属配合物的0.2倍当量，A690/A814由1.13升高为1.15
实施例3：
在浓度为1.0×10-5mol/L的铱-酞菁金属配合物THF溶液中，加入0.1倍当量AgBF4，使得银离子为铱-酞菁金属配合物的0.3倍当量，A690/A814由1.15降低为1.13
实施例4：
在浓度为1.0×10-5mol/L的铱-酞菁金属配合物THF溶液中，加入0.1倍当量AgBF4，使得银离子为铱-酞菁金属配合物的0.4倍当量，A690/A814由1.13升高为1.74。
实施例5：
浓度为1.0×10-5mol/L的铱-酞菁金属配合物THF溶液中，加入0.1倍当量AgBF4，使得银离子为铱-酞菁金属配合物的0.5倍当量，A690/A814由1.74升高为2.27。重复上述操作，如图所示，A690/A814一直增加。
实施例6：
在浓度为1.0×10-5mol/L的铱-酞菁金属配合物THF溶液中，重复上述操作，直到加入0.1倍当量AgBF4，使得银离子为铱-酞菁金属配合物的1.6倍当量，A690/A814由19.6升高为23.4。
实施例7：
在浓度为1.0×10-5mol/L的铱-酞菁金属配合物THF溶液中，加入0.1倍当量AgBF4，使得银离子为铱-酞菁金属配合物的1.7倍当量，A690/A814由23.4升高为37.5。重复上述操作，A690/A814不再发生变化，光谱达到稳定。
如图1所示为酞菁-铱配合物在四氢呋喃中的吸收光谱。
如图3～4所示，为上述实施例1～7所述银离子在酞菁-铱配合物的四氢呋喃溶液反应吸收光谱图，可以看出，随着银离子与铱-酞菁金属配合物的当量的增加，A690/A814值逐渐升高。
实施例8：
在浓度为1.0×10-5mol/L的铱-酞菁金属配合物CH2Cl2溶液中，加入1倍当量AgBF4，使得银离子为铱-酞菁金属配合物的1倍当量，A690/A890由0.037增加到0.082。
实施例9：
在浓度为1.0×10-5mol/L的铱-酞菁金属配合物CH2Cl2溶液中，加入1倍当量AgBF4，使得银离子为铱-酞菁金属配合物的2倍当量，A690/A890由0.082增加到0.12。
实施例10：
在浓度为1.0×10-5mol/L的铱-酞菁金属配合物CH2Cl2溶液中，加入1倍当量AgBF4，使得银离子为铱-酞菁金属配合物的3倍当量，A690/A890由0.037增加到0.082。
实施例11：
在浓度为1.0×10-5mol/L的铱-酞菁金属配合物CH2Cl2溶液中，加入1倍当量AgBF4，使得银离子为铱-酞菁金属配合物的8倍当量，A690/A890由0.376增加到0.4。重复上述操作，吸收光谱稳定，A690/A890不再变化。
如图2所示为酞菁-铱配合物在二氯甲烷中的吸收光谱。
如图5～6所示，为上述实施例8～11所述银离子在酞菁-铱配合物的二氯甲烷溶液反应吸收光谱图，可以看出，随着银离子与铱-酞菁金属配合物的当量的增加，A690/A890值逐渐降低。
实施例12：
在浓度为1.0×10-5mol/L的铱-酞菁金属配合物THF溶液中，加入2倍的不同金属离子，加入Ba2+，A690/A814为1.04，加入Ca2+，A690/A814为1，加入Co2+，A690/A814为1.02，加入Cr3+，A690/A814为0.96，加入Cs+，A690/A814为1，加入Fe3+，A690/A814为0.9，加入Fe2+，A690/A814为1.02，加入K+，A690/A814为1.02，加入Na+，A690/A814为1.13，加入Ni2+，A690/A814为1.12，加入Pb2+，A690/A814为1.1，加入Mg2+，A690/A814为1.01，加入Zn2+，A690/A814为0.976，加入Gd3+，A690/A814为0.956，加入Cu2+，A690/A814为0.96。
如图7所示，上述各离子除银离子外，其他离子对酞菁-铱金属配合物的吸收光谱并无影响，说明该化合物对银离子具有高的选择性。
实施例13
对于未知银含量的待检测物而言，可以通过本发明方法进行检测，具体步骤如下：
(1)将酞菁-铱金属配合物溶于四氢呋喃中，配成浓度为1.0×10-5mol/L的溶液
(2)将四氟硼酸钠加入待检测物中，使四氟硼酸钠的加入量为2倍当量的酞菁-铱金属配合物；
(3)将步骤(2)所得物加入步骤(1)所得溶液中，测试吸收光谱，酞菁铱金属配合物在690nm处和814nm处的吸光度的比值A690/A814在1.5到37.5之间，则证明待检测物中含有银离子，如比值A690/A814小于1.5，每隔5min将步骤(2)所得物加入步骤(1)所得溶液中一次，如比值A690/A814不发生变化则不含银离子，如A690/A814提高，则含银离子。
实施例14
对于未知银含量的待检测物而言，可以通过本发明方法进行检测，具体步骤如下：
(1)将酞菁-铱金属配合物溶于二氯甲烷中，配成浓度为1.0×10-5mol/L的溶液
(2)将四氟硼酸钠加入待检测物中，使四氟硼酸钠的加入量为10倍当量的酞菁-铱金属配合物；
(3)将步骤(2)所得物加入步骤(1)所得溶液中，测试吸收光谱，酞菁铱金属配合物在690nm处和890nm处的吸光度的比值A690/A890在11.2到0.8之间，则证明待检测物中含有银离子，如比值A690/A890高于11.2，否则，每隔5min将步骤则(2)所得物加入步骤(1)所得溶液中一次，如比值A690/A890不发生变化则不含银离子，如明显降低，则含银离子。
上述实施例应理解为仅用于说明本发明而不用于限制本发明的保护范围。在阅读了本发明记载的保护内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动和修改，这些等效变化和修饰同样落入本发明权利要求所限定的范围。

Claims (6)

1.一种酞菁-铱金属配合物在银离子检测中的应用，其特征在于，将酞菁-铱金属配合物溶于四氢呋喃中，逐步加入待检测物，测试吸收光谱，酞菁铱金属配合物在690nm处和814nm处的吸光度的比值A690/A814发生变化，则证明待检测物中含有银离子，否则，则不含银离子；所述的酞菁-铱金属配合物的化学式为C64H80N8O8IrCl2；待检测物为四氟硼酸银。
2.根据权利要求1所述的一种酞菁-铱金属配合物在银离子检测中的应用，其特征在于，酞菁-铱金属配合物溶于四氢呋喃中，酞菁铱金属配合物在690nm处和814nm处的吸光度的比值A690/A814为1，每间隔5min，加入含有0.1倍当量Ag+的待检测物，在1.7倍当量的时候，吸收光谱达到稳定，酞菁铱金属配合物在690nm处和814nm处的吸光度的比值A690/A814由1提高到37.5。
3.根据权利要求2所述的一种酞菁-铱金属配合物在银离子检测中的应用，其特征在于，将酞菁-铱金属配合物溶于四氢呋喃中，第一次加入待检测物，测试吸收光谱，酞菁铱金属配合物在690nm处和814nm处的吸光度的比值A690/A814如在1.5～37.5之间，则证明待检测物中含有银离子，如低于1.5则逐步加入待检测物，观察A690/A814是否发生变化。
4.一种酞菁-铱金属配合物在银离子检测中的应用，其特征在于，将酞菁-铱金属配合物溶于二氯甲烷中，逐步加入待检测物，测试吸收光谱，酞菁铱金属配合物在690nm处和890nm处的吸光度的比值A690/A890发生变化，则证明待检测物中含有银离子，否则，则不含银离子；所述的酞菁-铱金属配合物的化学式为C64H80N8O8IrCl2；待检测物为四氟硼酸银。
5.根据权利要求4所述的一种酞菁-铱金属配合物在银离子检测中的应用，其特征在于，酞菁-铱金属配合物溶于二氯甲烷中，酞菁铱金属配合物在690nm处和890nm处的吸光度的比值A690/A890为11.2，每间隔5min，加入含有1倍当量Ag+的待检测物，加入8倍当量时，吸收光谱达到稳定，酞菁铱金属配合物在690nm处和890nm处的吸光度的比值A690/A890由11.2降低到0.8。
6.根据权利要求5所述的一种酞菁-铱金属配合物在银离子检测中的应用，其特征在于，将酞菁-铱金属配合物溶于二氯甲烷中，第一次加入待检测物，测试吸收光谱，酞菁铱金属配合物在690nm处和890nm处的吸光度的比值A690/A890如在1.5～11.2之间，则证明待检测物中含有银离子，如低于1.5则逐步加入待检测物，观察A690/A890是否发生变化。
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