卟啉化功能材料及其傳感性能研究.pdf

1、卟啉(Porphyrin)類化合物具有優(yōu)異的光敏性、穩(wěn)定的化學(xué)性質(zhì)和易于修飾等優(yōu)點(diǎn)被廣泛應(yīng)用于傳感材料的研究。本論文合成了具有金屬離子熒光比率響應(yīng)的卟啉功能分子，實(shí)現(xiàn)了對金屬離子的靈敏性和選擇性檢測。同時(shí)制備了經(jīng)卟啉功能化的具有特殊宏觀結(jié)構(gòu)的濾紙材料、蜂窩狀有序多孔膜以及納米纖維膜，研究其在有毒有害氣體、重金屬離子的檢測與吸附中的應(yīng)用。具體研究內(nèi)容如下:
　　合成了5-(4-氨基)四苯基卟啉(ATPP)，并進(jìn)一步合成卟啉功能分子(

2、P1)用于溶液中的Zn2+檢測。當(dāng)功能分子與Zn2+作用時(shí)，溶液熒光發(fā)射從649 nm向603 nm偏移?；跓晒獗嚷试?，將兩處峰熒光強(qiáng)度的比值作為檢測信號，實(shí)現(xiàn)卟啉功能分子P1對Zn2+的高選擇性傳感。
　　基于鈷卟啉與含氮有機(jī)物的特殊相互作用，將合成的熒光分子丹磺酰哌嗪(DP)與鈷卟啉(CoTPP)軸向配位，該配位作用使得DP分子發(fā)生熒光淬滅。隨后，將生成的配合物鉆卟啉-丹磺酰哌嗪吸附到經(jīng)TiO2納米顆粒修飾的濾紙基材表面，

3、制備得到卟啉功能化傳感試紙。在氨氣存在下，利用氨和丹磺酰哌嗪兩種分子與鈷卟啉之間的競爭配位作用，配位的丹磺酰哌嗪發(fā)生解離而熒光恢復(fù)，實(shí)現(xiàn)氨氣的“turn-on”型熒光響應(yīng)傳感。
　　迸一步將卟啉分子共聚修飾到聚合物主鏈上，合成卟啉化聚酰亞胺。利用呼吸圖法制備有序規(guī)整的蜂窩狀膜。場發(fā)射掃描電鏡(FESEM)結(jié)果表明，隨著共聚物中卟啉含量的增加，膜孔形貌趨于規(guī)整，膜孔尺寸略有下降，且膜孔結(jié)構(gòu)易形成多層。通過高斯模擬計(jì)算，認(rèn)為上述趨勢源

4、于卟啉基團(tuán)與水分子強(qiáng)的相互作用，卟啉含量增加導(dǎo)致成膜過程中聚合物對于水滴的穩(wěn)定作用增加，從而得到高規(guī)整有序蜂窩狀膜?；谶策鶊F(tuán)的傳感特性和聚酰亞胺優(yōu)異的熱、化學(xué)穩(wěn)定性，該卟啉功能化的蜂窩狀膜具有良好的熱穩(wěn)定性，且實(shí)現(xiàn)了對于HCl氣體的高靈敏熒光傳感。
　　采用靜電紡絲技術(shù)制備了卟啉化聚酰亞胺納米纖維膜。FESEM結(jié)果表明，纖維直徑均勻且約為200 nm。利用卟啉基團(tuán)與汞離子(Hg2+）的特異性相互作用，將卟啉化聚酰亞胺納米纖維膜