新型薄膜基荧光传感器的构建及其性能研究
荧光传感器具有选择性好、灵敏度高、可实时监测的特点。新型的薄膜基荧光传感器易于集成化、器件化，在环境监测领域应用前景广阔。本文首先介绍了荧光传感器的传感作用机理，进而总结了薄膜基荧光传感器的设计与构建策略，主要包括设计新型荧光分子、引入功能基团、调节传感薄膜结构和表面性质、选择合适的衬底和成膜技术等，并综述了薄膜基荧光传感器在检测环境基本物理量、爆炸物和化学战剂、金属离子、挥发性有机物、持久性有机污染物等环境监测领域应用的最新研究进展。 近年来发展的新型薄膜基荧光传感器与传统的荧光传感器相比较，不仅适用于溶液传感，还可扩展至气相传感;具有易于储存、可重复使用、可设计性和不会污染待测体系等优点。其中，构建新型薄膜基荧光传感器工作的核心是荧光薄膜的制备，本文的主要研究内容如下: 在第一部分工作中，首先通过分子设计，制备得到了连有聚乙二醇单元的对苯二甲酰肼单体。以芘基和四苯乙烯作为主要荧光基团，通过界面聚合法制备薄膜。界面聚合法的界面类型不同，制备方法也有所差别。其中在气-液界面处未能制得理想的薄膜;而在液-液界面处，成功制得了薄膜TPE-DTH-400,该薄膜具有较好的柔韧性。对薄膜进行形貌表征，扫描电子显微镜的结果显示薄膜具有较好的表面结构;对薄膜的成分结构进行分析，确认形成了酰胺键;研究了薄膜的基本光物理行为，验证了聚集诱导发光（AIE）现象;将薄膜在自主搭建的薄膜基传感平台上开展传感测试，研究结果表明该薄膜对苯蒸汽具有较好的传感效果，检出限可低至10ppm,并且薄膜对苯蒸汽的传感检测具有很好的重复性。 在第二部分工作中，尝试多种醛与胺之间的缩聚反应,并通过改变反应溶剂、反应时间和温度、单体质量比等反应条件和参数以调控缩聚反应，成功制备得到可调控形状和尺寸的聚合物材料，并进一步将其制备形成薄膜。进而，通过改变反应溶剂类型调控薄膜的结构，从而得到结构和性能优化的传感薄膜。最终通过四醛基四苯乙烯和己二胺在溶剂1,4-二氧六环中的缩聚反应成功制得了薄膜TATE-HMD-DIO-Film。该薄膜在接触到乙酸气体时会发生强烈的荧光猝灭现象。后续的工作计划是将其应用于自制薄膜基传感平台，进行对乙酸气体的灵敏度、重复性、响应速度等传感性能测试。
荧光传感器;四苯乙烯;缩聚反应;金属离子
西安石油大学
硕士
化学工程
李红
2023
中文
TP212.14
2023-08-28（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）