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二类不同共轭聚合物的合成及对金属离子识别性的研究

王成智  
【摘要】:过渡金属及重金属等广泛地存在于自然界中也广泛地应用于工业生产流程中,其中的一些元素在生命过程中具有非常重要的功能,而另外一些元素则在极低浓度时就对生物体有极强的毒性。因此,如何有效地检测这些金属离子对于生物化学、环境科学以及医学等领域都有着重大的意义。传统的金属离子荧光传感器通常以有机小分子为传感器材料,灵敏度低,不足以满足人们的需求,而荧光共轭聚合物有信号放大效应,在共轭聚合物上引入能够对金属离子识别的基团就可以制备具有高选择性、高灵敏度的荧光传感器。基于此本论文作了以下工作: 1.聚苯撑苯并二恶唑(PBO)的苯并刚性杂环含有丰富的N原子和O原子,是优秀的金属离子结合位点,但是本身溶解性很差,不利于应用。为了改善其性能使其能在金属离子检测方面得到应用,本论文设计以9,9-二己基-2,7-芴二酸和9,9-二癸基-2,7-芴二酸取代对苯二甲酸与4,6-二氨基间苯二酚盐酸盐共聚,合成了溶解性很好的PBO衍生物P1和P2,通过1H-NMR、IR等方法对所合成的共聚单体和聚合物的化学结构进行了确认;通过GPC、TG、UV-vis和FL等方法对其相对分子量、热稳定性和光学性质进行了表征,并重点研究了不同金属离子与聚合物的相互作用对其溶液荧光的影响,发现Sn2+对其荧光有明显的淬灭,而其他金属离子对其荧光没有影响,合成的聚合物是理想的Sn2+检测剂。 2.聚苯撑乙炔是一类刚性结构的荧光共轭聚合物材料,本身不溶不熔,不利于应用,冠醚环和亚氨基是优秀的金属离子络合基团;为了改善聚苯撑乙炔的性能使其在金属离子检测方面得到应用,本论文设计以含有冠醚环的间苯二乙炔和N-十六烷基-2,5-二碘苯胺共聚合成了一种溶解性很好的聚苯撑乙炔衍生物P3,通过1H-NMR对所合成的共聚单体的化学结构进行了确认;通过GPC、UV-vis和FL对其相对分子量和光学性质进行了表征,并重点研究了不同金属离子与聚合物的相互作用对其溶液荧光的影响,发现Co2+和Sn2+对其荧光有明显的淬灭,而其他金属离子对其荧光没有影响,其中对Co2+表现出更强的选择性。


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