三嗪基共轭微孔聚合物的制备及其碘吸附和荧光传感性能研究
放射性碘 129I，131I是医学诊断和核工业上的重要同位素，随着工业和诊疗技术不断发展，不可避免的产生放射性碘废料，因此放射性碘废料排放亟需得到控制。传统吸附剂在碘蒸气和溶液碘中对放射性碘素有较好的选择性和较高吸附量，但材料本身的性能缺陷导致这类吸附剂很难重复使用。硝基芳香化合物(NACs)作为一类重要的污染物，若不加处理的随意排放将对环境和人体健康造成极大危害，目前已开发出色谱分析、光学分析、电化学分析等手段对NACs具有特异性识别能力。研究表明，共轭微孔聚合物具有较高的热稳定性、高比表面积和孔隙体积大、对多种离子、分子有选择性荧光检测的性能等优点，在吸附和荧光传感方面具有良好的应用前景。基于这个背景，我们合成了多种富氮三嗪基共轭微孔聚合物，并在碘吸附和选择性荧光检测NACs及碘分子上表现优异的性能。 本论文首先采用AlCl3催化2,4,6-三氯-1,3,5-三嗪(TCT)与四苯基噻吩在二氯甲烷中经 Friedel-Crafts 反应制备了以四苯基噻吩(TPT)为骨架的共价三嗪骨架(TTPT)。用傅立叶变换红外光谱仪(FT-IR)、核磁共振波谱仪 13C(CP/MAS)NMR、元素分析仪(EA)和紫外-可见光谱仪(UV-Vis)对其结构进行了表征，结果表明了π-共轭在TTPT中的扩展。采用扫描电子显微镜(SEM)研究了聚合物网状的形貌特征，发现TTPT没有均匀的形状，并表现出松软和多孔的形态。用热失重分析法(TGA)对共轭微孔聚合物的热稳定性进行测试，结果表明合成的聚合物网络热稳定性非常好，在525℃时开始急剧分解。通过氮气吸附脱附实验对TTPT的孔隙度和孔隙结构进行分析，比表面积高达361.0和315.5 m2 g?1，TTPT表现出丰富的微孔特性，主要孔隙宽度集中在1.428 nm，其比表面积为315.5 m2 g-1，碘吸附量可以达到1.77 g g-1。TTPT具有独特的微孔特性，具有理想的化学和热稳定性，对邻硝基苯酚具有荧光传感作用，在气相和溶液中对碘的可逆吸附均表现出优异的性能。 然后，本论文用甲磺酸催化Friedel-Crafts反应合成了含有三苯胺(TPA) ， 4,4′,4′′-三(N,N-二苯基氨基)三苯胺(TDATA)，4,4′,4′′-三[苯基(间甲基)氨基]三苯胺(TMDATA)的三种以氮为核心的新型三嗪基共轭微孔聚合物(TTPA、TTDATA和TTMDATA)，得到的CMPs比表面积分别超过308、491和456 m2 g-1，并研究了三嗪与TPA和甲基的比例对其性能的影响。与以苯为核心的CMPs相比，这次合成的共轭微孔聚合物孔体积大、稳定性好，且表现出在碘蒸气中高效可逆的吸收性能，对碘有4.92、4.72和4.49 g g-1的吸收。此外，发光研究表明，TTPA通过荧光猝灭对缺电子I2具有较高的敏感性，TTPA对碘的吸附量最大，这是CMPs第一次采用荧光化学发光法对碘作出检测。 这些研究结果表明，这类共轭微孔聚合物可能是一种极具应用前景的高容量放射性碘吸收剂和对NACs、I2敏感的荧光传感器。
共轭微孔聚合物;富氮三嗪;放射性碘吸收剂;三苯胺;荧光传感器
安庆师范大学
硕士
分析化学
耿同谋
2019
中文
X771;O647.3
2019-11-25（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）