一种用于检测Hg2+的铱(III)配合物敏化NiO光阴极的制备方法

技术领域

本发明属于染料敏化的光电化学及生化分析领域，具体涉及一种兼具识别功能的环金属铱(Ⅲ)配合物敏化NiO光阴极的制备方法及应用。

背景技术

汞(Hg)是自然界中最常见的具有毒性的贵金属，存在于水、土壤甚至是食物中，由于其具有持久性、生物积累和非生物降解性，即使暴露于低浓度的汞下，也会损害人体的神经系统、肾脏、大脑和其他器官。据报道，每年约有7500吨汞及其化合物被释放到环境中，因此为了更有力的监测Hg

光电化学(PEC)分析技术集光化学和电化学于一体，与传统的光学和电化学分析技术相比具有突出的优点。与昂贵的仪器对频谱信号的要求相比，光电流作为输出信号使PEC分析仪器更简单，成本更低。此外，由于激发光源对检测信号的能量模式不同，PEC分析呈现出低背景信号和高灵敏度。对于一个典型的PEC分析，负责光电转换的光活性物质和控制输出信号响应分析物浓度的识别单元被认为是两个不可或缺的元素。基本上，由光活性物质构成的光电电极可以根据半导体的类型分为光电阳极和光阴极。在过去的二十年里，基于半导体的n型光阳极分析一直主导着PEC传感器领域。近年来，基于p型半导体的光阴极分析因其对实际检测系统中共存的还原性物质具有固有的抗干扰能力而受到越来越多的关注。到目前为止，应用最广泛的p型光阴极半导体无疑是NiO，其带隙约为3.5eV，性价比高，且易于通过各种方法制备纳米结构。为了提高其性能，设计合适的敏化剂已成为人们关注的焦点。环金属铱(Ⅲ)配合物由于其具有丰富且宽范围可调节的光物理特性和电化学性质近年来被广泛用于有机电致发光、染料敏化太阳能电池等领域。目前阴极光电生物分析才刚刚起步，尤其是至今Ir(III)配合物敏化NiO用于生物分析的体系尚未见报道。本发明开发了一种兼具识别功能的铱(Ⅲ)配合物作为光敏剂，构建了NiO光阴极，实现了对Hg

发明内容：

鉴于现有技术的不足，本发明提供了一种兼具识别功能的铱(Ⅲ)配合物光敏剂，构建了染料敏化的NiO光阴极，用于水体系中的汞离子的检测，具有灵敏度高、选择性好、成本低和线性范围宽的特点。

基于上述目的，本发明所涉及的技术方案如下：

本发明旨在提供一种基于铱(Ⅲ)配合物([(PM-ppy)

包括以下步骤：

(1)NiO修饰ITO电极的制备：首先将面积固定的ITO电极按顺序依次放入无水乙醇、丙酮、无水乙醇、超纯水中清洗并干燥。将清洗后的ITO电极固定面积为0.5×0.5cm

(2)[(PM-ppy)

优选的，所述铱(Ⅲ)配合物[(PM-ppy)

(3)Hg

本发明的有益效果：

(1)本发明公开了一种铱配合物[(PM-ppy)

(2)该光阴极对Hg

附图说明：

图1[(PM-ppy)

图2[(PM-ppy)

图3[(PM-ppy)

图4[(PM-ppy)

图5[(PM-ppy)

具体实施方式

结合实施例对本发明作进一步的说明，应该说明的是，下述说明仅是为了解释本发明，并不对其内容进行限定。

1、本发明中染料[(PM-ppy)

(1)罗丹明B酰肼的合成

将罗丹明B(2g,4.2mmol)溶于乙醇(30mL)中，再逐滴加入水合肼(1.8mL)。回流3h后，混合物由深紫色变为浅橙色，再变为无色。冷却至室温后，将混合物倒入水中(30mL)，用二氯甲烷(3×30mL)萃取。合并有机相，无水硫酸钠干燥，过滤，然后减压除去溶剂，得到粉色固体产物(1.83g，产率95％)。

(2)daf-h的合成

将4,5-二氮氟芴-9-酮(0.36g,1.99mmol)、罗丹明B酰肼(0.91g,1.99mmol)、五氧化二磷(1.4g,10.0mmol)和甲醇(20mL)的混合物在65℃下加热30分钟。冷却至室温，然后倒入30mL水中。使用二氯甲烷(3×30mL)萃取，合并有机相。用无水硫酸钠干燥，过滤，减压除去溶剂。用硅胶柱层析法(石油醚:乙酸乙酯＝5:4(V:V))分离，得到黄色固体产物(0.94g，收率76％)。

(3)Daf-Rh的合成

将daf-h(0.81g,1.30mmol)和劳森试剂(0.52g,1.30mmol)溶于干燥的甲苯溶液(20mL)中，在氮气保护下于120℃下搅拌8小时。冷却至室温后，将混合物倒入200mL水中，用3×30mL二氯甲烷萃取合并有机相。有机相用盐水洗涤，无水硫酸钠干燥，过滤。减压除去溶剂。粗品经硅胶柱色谱分离(洗脱剂：石油醚:乙酸乙酯＝5:4)分离，得到棕黑色固体产物(0.58g，产率70％)。

(4)PM-ppy的合成

4-(2-吡啶基)苯甲醛(480mg,2.62mmol)溶解在乙醇(30mL),然后加入NaBH

在0℃的冰水混合物中，将化合物ppy-OH(476mg,2.59mmol)溶解于二氯甲烷(30mL)中，滴加1.5mL PBr

将化合物ppy-Br(186mg,0.756mmol)和亚磷酸三乙酯(400μL,2.25mmol)溶于氯仿(5mL)中，在80℃氮气氛围下回流16小时。减压除去溶剂，粗产物经硅胶柱色谱(洗脱剂:乙酸乙酯:甲醇＝10:1)分离得到PM-ppy为淡黄色油状物(144mg，收率63％)。

(6)[(PM-ppy)

将PM-ppy(470mg,1.5mmol)和IrCl

(7)[(PM-ppy)

将氯桥联中间体[(PM-ppy)

2、[(PM-ppy)

将制备的NiO/ITO电极固定面积为0.5cm×0.5cm，然后将其浸泡在含有[(PM-ppy)

3、[(PM-ppy)

[(PM-ppy)