本發(fā)明屬于光譜分析技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種識別鈧離子的方法。

背景技術(shù)：

鈧是一種銀白色過渡金屬，常和釔以及鑭系金屬混合存在，由于其化學(xué)性質(zhì)非常接近，共同被統(tǒng)稱為稀土元素。金屬鈧及其化合物具有很多優(yōu)異的性能。如熔點(diǎn)高，比重小，強(qiáng)度大，熱穩(wěn)定性能好，化學(xué)活性高等，因此被廣泛應(yīng)用與航天材料，電子工業(yè)，電光源，核技術(shù)，超導(dǎo)材料，醫(yī)藥及化工材料等重要領(lǐng)域（池如安，王淀佐．稀土選礦與提取技術(shù) ［M］．北京:科學(xué)出版社，1996．293．）。因此發(fā)展對于鈧離子的分離分析技術(shù)對于完善鈧的綜合利用具有重要的意義。然而在自然界中，鈧主要是以伴生礦的形式稀散的分別在其他礦物中，其分離提取的難度很大且工藝復(fù)雜（陳紀(jì)光，羅蘭萍．鈧的提?。跩］．江西有色金屬，1993，( 12) :18．）。

目前對于鈧離子的檢測分析方法主要有中子活化法、原子發(fā)射光譜法、原子吸收光譜法、質(zhì)譜法、X-射線熒光光譜法、分光光度法等。除了分光光度法，其他方法都需要大型的分析儀器，樣品處理要求也較高，分析成本較大。分光光度法操作簡單，成本較低，因此獲得了較多的應(yīng)用。但是分光光度法最大的問題在于選擇性較低，特別是在有其他稀土金屬共存的情況下，分析會受到極大的干擾。因此發(fā)展新型的鈧離子分析識別作用對于實(shí)現(xiàn)鈧離子更好的綜合應(yīng)用具有非常重要的意義。

聚集誘導(dǎo)發(fā)光型熒光傳感器是一類新型的熒光傳感器，其分子在聚集態(tài)時(shí)能夠高效發(fā)光，為設(shè)計(jì)高熒光量子產(chǎn)率的識別傳感器提供了新思路（Luo, J. D.; Xie, Z. L.; Lam, J. W. Y.; Cheng, L.; Tang, B. Z.; Chen, H. Y.; Qiu, C. F.; Kwok, H. S.; Zhan, X. W.; Liu, Y. Q.; Zhu, D. B., Aggregation-induced emission of 1-methyl-1,2,3,4,5-pentaphenylsilole, Chem. Commun., [J] 2001, 18, 1740.）。四苯乙烯分子是一類典型的具有聚集誘導(dǎo)發(fā)光性質(zhì)的分子，由于其易合成同時(shí)易進(jìn)行官能化修飾，因此在聚集誘導(dǎo)發(fā)光型熒光傳感器上獲得了廣泛的研究，基于四苯乙烯結(jié)構(gòu)的聚集誘導(dǎo)發(fā)光型熒光傳感器已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了多種金屬離子的識別（Y. Hong, J.W.Y. Lam, B.Z. Tang, Aggregation-induced emission, Chem. Soc. Rev., 40, (2011) 5361-5388.），并獲得了極好的選擇性和識別效果。但是，聚集誘導(dǎo)發(fā)光型熒光傳感器尚未應(yīng)用于鈧離子識別，當(dāng)前，工程應(yīng)用上亟需發(fā)展一種簡便易行的鈧離子識別方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種鈧離子的識別方法。

本發(fā)明的鈧離子的識別方法，其特點(diǎn)是，所述的方法包含以下步驟：

a.將4-（4-（1,2,2-三苯基乙烯基）苯基）吡啶-2,6-二羧酸溶于二甲基亞砜，配制4-（4-（1,2,2-三苯基乙烯基）苯基）吡啶-2,6-二羧酸的二甲基亞砜溶液；

b.在步驟a配制的4-（4-（1,2,2-三苯基乙烯基）苯基）吡啶-2,6-二羧酸的二甲基亞砜溶液中加入二甲基亞砜和水，配制二甲基亞砜與水的混合溶液，繼續(xù)加入待測的金屬離子水溶液，獲得待測的混合溶液；

c.利用熒光光譜儀對待測的混合溶液進(jìn)行測試，得到待測的混合溶液的熒光光譜，分析得到待測的混合溶液中鈧離子的含量。

步驟a中的4-（4-（1,2,2-三苯基乙烯基）苯基）吡啶-2,6-二羧酸的二甲基亞砜溶液濃度為10^-3 mol/L；步驟b中的待測的金屬離子水溶液的濃度為4×10^-4 mol/L；步驟b中的待測的混合溶液的體積比例為4-（4-（1,2,2-三苯基乙烯基）苯基）吡啶-2,6-二羧酸的二甲基亞砜溶液：二甲基亞砜：水：待測的金屬離子水溶液=2:98:95:5。

步驟b中的金屬離子為：Sc³⁺、Y³⁺、La³⁺、Ce³⁺、Pr³⁺、Nd³⁺、Sm³⁺、Eu³⁺、Gd³⁺、Tb³⁺、Dy³⁺、Ho³⁺、Er³⁺、Tm³⁺、Yb³⁺或Lu³⁺中的一種。

步驟c改變?yōu)閷⒋郎y的混合溶液放置在紫外燈下進(jìn)行比色識別測試，顯示待測的混合溶液的顏色，如果顏色為橙紅色，則待測的混合溶液中有鈧離子；紫外燈的波長范圍為200 nm ~325nm。

本發(fā)明中的4-（4-（1,2,2-三苯基乙烯基）苯基）吡啶-2,6-二羧酸為一種分子型聚集誘導(dǎo)發(fā)光型熒光傳感器，其化學(xué)式結(jié)構(gòu)如下：

（1）

本發(fā)明的鈧離子的定量識別方法的具體工作如下：

配制4-（4-（1,2,2-三苯基乙烯基）苯基）吡啶-2,6-二羧酸的二甲基亞砜溶液，濃度為10^-3 mol/L。

取4-（4-（1,2,2-三苯基乙烯基）苯基）吡啶-2,6-二羧酸的二甲基亞砜溶液20μL，二甲基亞砜980μL，水950μL，待測的金屬離子溶液50μL混合，獲得總體積為2000μL的含有待測的金屬離子的4-（4-（1,2,2-三苯基乙烯基）苯基）吡啶-2,6-二羧酸溶液，并將該溶液轉(zhuǎn)移到熒光光譜儀進(jìn)行測試，得到待測的混合溶液的熒光光譜，分析得到待測的混合溶液中鈧離子的含量。

本發(fā)明的鈧離子的定性識別方法的具體工作如下：

同時(shí)該傳感器可以對鈧離子進(jìn)行比色識別，方法如下：

配制4-（4-（1,2,2-三苯基乙烯基）苯基）吡啶-2,6-二羧酸的二甲基亞砜溶液，濃度為10^-3 mol/L。

取4-（4-（1,2,2-三苯基乙烯基）苯基）吡啶-2,6-二羧酸的二甲基亞砜溶液20μL，二甲基亞砜980μL，水950μL，待測的金屬離子溶液50μL混合，獲得總體積為2000μL的含有待測的金屬離子的4-（4-（1,2,2-三苯基乙烯基）苯基）吡啶-2,6-二羧酸溶液，并將該溶液放置在紫外燈下，用200 nm ~325nm的紫外光進(jìn)行照射，顯示待測的混合溶液的顏色，如果顏色為橙紅色，則待測的混合溶液中有鈧離子。

本發(fā)明的鈧離子的識別方法利用了4-（4-（1,2,2-三苯基乙烯基）苯基）吡啶-2,6-二羧酸作為傳感器能夠?qū)崿F(xiàn)對于稀土元素中鈧離子的高效選擇性識別分析，識別具有很好的靈敏度和抗干擾能力；同時(shí)，4-（4-（1,2,2-三苯基乙烯基）苯基）吡啶-2,6-二羧酸具有很好的聚集誘導(dǎo)發(fā)光性質(zhì)，利用這一發(fā)光形式以及其對于鈧離子的高選擇性響應(yīng)，可以非常便利的通過紫外光照射實(shí)現(xiàn)對于鈧離子的識別。而且4-（4-（1,2,2-三苯基乙烯基）苯基）吡啶-2,6-二羧酸分子對于鈧離子的響應(yīng)可以在含水溶液中進(jìn)行，使得4-（4-（1,2,2-三苯基乙烯基）苯基）吡啶-2,6-二羧酸可以對水溶液中的鈧離子進(jìn)行檢測分析。

本發(fā)明的鈧離子的識別方法在稀土金屬之間可以實(shí)現(xiàn)對鈧離子高選擇性，高靈敏度的識別分析，同時(shí)具有很好的抗干擾能力，該方法具有廣闊的市場前景。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。

實(shí)施例1

4-（4-（1,2,2-三苯基乙烯基）苯基）吡啶-2,6-二羧酸對鈧離子的光譜測試

配置濃度為10^-3 mol/L的4-（4-（1,2,2-三苯基乙烯基）苯基）吡啶-2,6-二羧酸二甲基亞砜溶液，每次取20μL的4-（4-（1,2,2-三苯基乙烯基）苯基）吡啶-2,6-二羧酸二甲基亞砜溶液于比色皿中，加入980μL的二甲基亞砜，950μL的純凈水，加入50μL濃度為4×10^-4M的鈧離子溶液，獲得總體積為2000μL的混合溶液，放置10分鐘，利用LS-55(Perkinelmer)熒光光譜儀進(jìn)行測試，測試條件為：λ_ex = 260 nm, slit = 12 nm/10 nm，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：在加入鈧離子以后4-（4-（1,2,2-三苯基乙烯基）苯基）吡啶-2,6-二羧酸的熒光發(fā)射峰都會出現(xiàn)80nm位移和強(qiáng)度變化。其光譜位移與強(qiáng)度變化有效區(qū)別與其他稀土金屬與4-（4-（1,2,2-三苯基乙烯基）苯基）吡啶-2,6-二羧酸的熒光響應(yīng)，利用光譜上出現(xiàn)的峰位移結(jié)果可以有效在稀土元素中實(shí)現(xiàn)對鈧離子的識別，并且4-（4-（1,2,2-三苯基乙烯基）苯基）吡啶-2,6-二羧酸熒光傳感器對于鈧離子有很好的選擇性識別能力。

實(shí)施例2

4-（4-（1,2,2-三苯基乙烯基）苯基）吡啶-2,6-二羧酸對釔離子的光譜測試

配置濃度為10^-3 mol/L的4-（4-（1,2,2-三苯基乙烯基）苯基）吡啶-2,6-二羧酸二甲基亞砜溶液，每次取20μL的4-（4-（1,2,2-三苯基乙烯基）苯基）吡啶-2,6-二羧酸二甲基亞砜溶液于比色皿中，加入980μL的二甲基亞砜，950μL的純凈水，加入50μL濃度為4×10^-4M的釔離子溶液，獲得總體積為2000μL的混合溶液，放置10分鐘，利用LS-55(Perkinelmer)熒光光譜儀進(jìn)行測試，測試條件為：λ_ex = 260 nm, slit = 12 nm/10 nm，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：在加入釔離子以后4-（4-（1,2,2-三苯基乙烯基）苯基）吡啶-2,6-二羧酸的熒光發(fā)射峰都會出現(xiàn)42nm位移和強(qiáng)度變化，有效區(qū)別與鈧離子。

實(shí)施例3

4-（4-（1,2,2-三苯基乙烯基）苯基）吡啶-2,6-二羧酸鑭離子的光譜測試

配置濃度為10^-3 mol/L的4-（4-（1,2,2-三苯基乙烯基）苯基）吡啶-2,6-二羧酸二甲基亞砜溶液，每次取20μL的4-（4-（1,2,2-三苯基乙烯基）苯基）吡啶-2,6-二羧酸二甲基亞砜溶液于比色皿中，加入980μL的二甲基亞砜，950μL的純凈水，加入50μL濃度為4×10^-4M的鑭離子溶液，獲得總體積為2000μL的混合溶液，放置10分鐘，利用LS-55(Perkinelmer)熒光光譜儀進(jìn)行測試，測試條件為：λ_ex = 260 nm, slit = 12 nm/10 nm，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：在加入鑭離子以后4-（4-（1,2,2-三苯基乙烯基）苯基）吡啶-2,6-二羧酸的熒光發(fā)射峰都會出現(xiàn)29nm位移和強(qiáng)度變化，有效區(qū)別與鈧離子。

實(shí)施例4

4-（4-（1,2,2-三苯基乙烯基）苯基）吡啶-2,6-二羧酸鈰離子的光譜測試

配置濃度為10^-3 mol/L的4-（4-（1,2,2-三苯基乙烯基）苯基）吡啶-2,6-二羧酸二甲基亞砜溶液，每次取20μL的4-（4-（1,2,2-三苯基乙烯基）苯基）吡啶-2,6-二羧酸二甲基亞砜溶液于比色皿中，加入980μL的二甲基亞砜，950μL的純凈水，加入50μL濃度為4×10^-4M的鈰離子溶液，獲得總體積為2000μL的混合溶液，放置10分鐘，利用LS-55(Perkinelmer)熒光光譜儀進(jìn)行測試，測試條件為：λ_ex = 260 nm, slit = 12 nm/10 nm，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：在加入鈰離子以后4-（4-（1,2,2-三苯基乙烯基）苯基）吡啶-2,6-二羧酸的熒光發(fā)射峰都會出現(xiàn)8nm位移和強(qiáng)度變化，有效區(qū)別與鈧離子。

實(shí)施例5

4-（4-（1,2,2-三苯基乙烯基）苯基）吡啶-2,6-二羧酸釤離子的光譜測試

配置濃度為10^-3 mol/L的4-（4-（1,2,2-三苯基乙烯基）苯基）吡啶-2,6-二羧酸二甲基亞砜溶液，每次取20μL的4-（4-（1,2,2-三苯基乙烯基）苯基）吡啶-2,6-二羧酸二甲基亞砜溶液于比色皿中，加入980μL的二甲基亞砜，950μL的純凈水，加入50μL濃度為4×10^-4M的釤離子溶液，獲得總體積為2000μL的混合溶液，放置10分鐘，利用LS-55(Perkinelmer)熒光光譜儀進(jìn)行測試，測試條件為：λ_ex = 260 nm, slit = 12 nm/10 nm，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：在加入釤離子以后4-（4-（1,2,2-三苯基乙烯基）苯基）吡啶-2,6-二羧酸的熒光發(fā)射峰都會出現(xiàn)36nm位移和強(qiáng)度變化，有效區(qū)別與鈧離子。

實(shí)施例6

4-（4-（1,2,2-三苯基乙烯基）苯基）吡啶-2,6-二羧酸對镥離子的光譜測試

配置濃度為10^-3 mol/L的4-（4-（1,2,2-三苯基乙烯基）苯基）吡啶-2,6-二羧酸二甲基亞砜溶液，每次取20μL的4-（4-（1,2,2-三苯基乙烯基）苯基）吡啶-2,6-二羧酸二甲基亞砜溶液于比色皿中，加入980μL的二甲基亞砜，950μL的純凈水，加入50μL濃度為4×10^-4M的镥離子溶液，獲得總體積為2000μL的混合溶液，放置10分鐘，利用LS-55(Perkinelmer)熒光光譜儀進(jìn)行測試，測試條件為：λ_ex = 260 nm, slit = 12 nm/10 nm，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：在加入镥離子以后4-（4-（1,2,2-三苯基乙烯基）苯基）吡啶-2,6-二羧酸的熒光發(fā)射峰都會出現(xiàn)54nm位移和強(qiáng)度變化，有效區(qū)別與鈧離子。

實(shí)施例7

4-（4-（1,2,2-三苯基乙烯基）苯基）吡啶-2,6-二羧酸對鈧離子的比色識別

配置濃度為10^-3 mol/L的4-（4-（1,2,2-三苯基乙烯基）苯基）吡啶-2,6-二羧酸二甲基亞砜溶液，每次取20μL的4-（4-（1,2,2-三苯基乙烯基）苯基）吡啶-2,6-二羧酸二甲基亞砜溶液于比色皿中，加入980μL的二甲基亞砜，950μL的純凈水，加入50μL濃度為4×10^-4M的鈧離子溶液，獲得總體積為2000μL的混合溶液，放置10分鐘，將溶液置于波長為265nm的紫外燈下，觀察溶液顏色，發(fā)現(xiàn)加入鈧離子的溶液發(fā)出橙紅色熒光發(fā)光，有效區(qū)別于其他稀土溶液都發(fā)出強(qiáng)弱不同的藍(lán)綠色熒光。結(jié)果說明4-（4-（1,2,2-三苯基乙烯基）苯基）吡啶-2,6-二羧酸作為化學(xué)傳感器，能夠非常簡便直觀的對稀土元素中的鈧離子進(jìn)行選擇性比色識別。

實(shí)施例8

4-（4-（1,2,2-三苯基乙烯基）苯基）吡啶-2,6-二羧酸對鐠離子的比色識別

配置濃度為10^-3 mol/L的4-（4-（1,2,2-三苯基乙烯基）苯基）吡啶-2,6-二羧酸二甲基亞砜溶液，每次取20μL的4-（4-（1,2,2-三苯基乙烯基）苯基）吡啶-2,6-二羧酸二甲基亞砜溶液于比色皿中，加入980μL的二甲基亞砜，950μL的純凈水，加入50μL濃度為4×10^-4M的鐠離子溶液，獲得總體積為2000μL的混合溶液，放置10分鐘，將溶液置于波長為200nm的紫外燈下，觀察溶液顏色，發(fā)現(xiàn)加入鐠離子的溶液發(fā)出藍(lán)綠色熒光發(fā)光，有效區(qū)別于鈧離子。

實(shí)施例9

4-（4-（1,2,2-三苯基乙烯基）苯基）吡啶-2,6-二羧酸對銪離子的比色識別

配置濃度為10^-3 mol/L的4-（4-（1,2,2-三苯基乙烯基）苯基）吡啶-2,6-二羧酸二甲基亞砜溶液，每次取20μL的4-（4-（1,2,2-三苯基乙烯基）苯基）吡啶-2,6-二羧酸二甲基亞砜溶液于比色皿中，加入980μL的二甲基亞砜，950μL的純凈水，加入50μL濃度為4×10^-4M的銪離子溶液，獲得總體積為2000μL的混合溶液，放置10分鐘，將溶液置于波長為325nm的紫外燈下，觀察溶液顏色，發(fā)現(xiàn)加入銪離子的溶液發(fā)出藍(lán)綠色熒光發(fā)光，有效區(qū)別于鈧離子。

實(shí)施例10

4-（4-（1,2,2-三苯基乙烯基）苯基）吡啶-2,6-二羧酸對鈥離子的比色識別

配置濃度為10^-3 mol/L的4-（4-（1,2,2-三苯基乙烯基）苯基）吡啶-2,6-二羧酸二甲基亞砜溶液，每次取20μL的4-（4-（1,2,2-三苯基乙烯基）苯基）吡啶-2,6-二羧酸二甲基亞砜溶液于比色皿中，加入980μL的二甲基亞砜，950μL的純凈水，加入50μL濃度為4×10^-4M的鈥離子溶液，獲得總體積為2000μL的混合溶液，放置10分鐘，將溶液置于波長為265nm的紫外燈下，觀察溶液顏色，發(fā)現(xiàn)加入鈥離子的溶液發(fā)出藍(lán)綠色熒光發(fā)光，有效區(qū)別于鈧離子。

實(shí)施例11

4-（4-（1,2,2-三苯基乙烯基）苯基）吡啶-2,6-二羧酸對鉺離子的比色識別

配置濃度為10^-3 mol/L的4-（4-（1,2,2-三苯基乙烯基）苯基）吡啶-2,6-二羧酸二甲基亞砜溶液，每次取20μL的4-（4-（1,2,2-三苯基乙烯基）苯基）吡啶-2,6-二羧酸二甲基亞砜溶液于比色皿中，加入980μL的二甲基亞砜，950μL的純凈水，加入50μL濃度為4×10^-4M的鉺離子溶液，獲得總體積為2000μL的混合溶液，放置10分鐘，將溶液置于波長為265nm的紫外燈下，觀察溶液顏色，發(fā)現(xiàn)加入鉺離子的溶液發(fā)出藍(lán)綠色熒光發(fā)光，有效區(qū)別于鈧離子。

實(shí)施例12

4-（4-（1,2,2-三苯基乙烯基）苯基）吡啶-2,6-二羧酸對鈧離子的比色識別檢測限

4-（4-（1,2,2-三苯基乙烯基）苯基）吡啶-2,6-二羧酸化合物作為化學(xué)傳感器對鈧離子進(jìn)行比色分析檢測限測試。配置濃度為10^-3M的4-（4-（1,2,2-三苯基乙烯基）苯基）吡啶-2,6-二羧酸二甲基亞砜溶液，每次取20μL的4-（4-（1,2,2-三苯基乙烯基）苯基）吡啶-2,6-二羧酸二甲基亞砜溶液于5毫升玻璃瓶中，加入980μL的二甲基亞砜，逐次增加5μL濃度為4×10^-4M的鈧離子溶液（分別為：0, 5μL, 10μL, 15μL, 20μL, 25μL, 30μL, 35μL, 40μL, 45μL, 50μL. 與4-（4-（1,2,2-三苯基乙烯基）苯基）吡啶-2,6-二羧酸的當(dāng)量比分別為：0, 0.1, 0.2, 0.3, 0.4, 0.5, 0.6, 0.7, 0.8, 0.9, 1.0）,補(bǔ)加一定量的純凈水獲得總體積為2000μL的混合溶液，放置10分鐘，將溶液置于波長為265nm的紫外燈下，觀察溶液顏色。結(jié)果發(fā)現(xiàn)在加入35μL的鈧離子溶液以后就可以觀察到明顯的橙紅色熒光發(fā)光，計(jì)算獲得4-（4-（1,2,2-三苯基乙烯基）苯基）吡啶-2,6-二羧酸化合物作為化學(xué)傳感器對鈧離子進(jìn)行比色分析檢測限為315ppb。

實(shí)施例13

4-（4-（1,2,2-三苯基乙烯基）苯基）吡啶-2,6-二羧酸對鈧離子的比色識別抗干擾性質(zhì)

4-（4-（1,2,2-三苯基乙烯基）苯基）吡啶-2,6-二羧酸化合物作為化學(xué)傳感器對鈧離子進(jìn)行比色分析抗干擾能力測試。配置濃度為10^-3M的4-（4-（1,2,2-三苯基乙烯基）苯基）吡啶-2,6-二羧酸二甲基亞砜溶液，每次取20μL的4-（4-（1,2,2-三苯基乙烯基）苯基）吡啶-2,6-二羧酸二甲基亞砜溶液于5毫升玻璃瓶中，加入980μL的二甲基亞砜，900μL的純凈水，50μL濃度為4×10^-4M的鈧離子溶液，并分別加入50μL濃度為4×10-4M的其他稀土金屬離子溶液（Y³⁺, La³⁺, Ce³⁺, Pr³⁺, Nd³⁺, Sm³⁺, Eu³⁺, Gd³⁺, Tb³⁺, Dy³⁺, Ho³⁺, Er³⁺, Tm³⁺, Yb³⁺, Lu³⁺），獲得總體積為2000μL的混合溶液，放置10分鐘，將溶液置于波長為265nm的紫外燈下，觀察溶液顏色。結(jié)果發(fā)現(xiàn)加入相同當(dāng)量的其他稀土金屬并不會對4-（4-（1,2,2-三苯基乙烯基）苯基）吡啶-2,6-二羧酸對鈧離子的比色識別造成明顯的影響，橙紅色的發(fā)射光仍然清晰可見，說明4-（4-（1,2,2-三苯基乙烯基）苯基）吡啶-2,6-二羧酸對鈧離子的比色識別具有很好的抗干擾能力。