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纳米材料近些年来发展突飞猛进,尤其是荧光纳米材料的研究和发展一直是各科研机构感兴趣的重要课题。其中,有机荧光纳米材料和无机-有机复合荧光纳米材料种类多样、具有可修饰性,加上荧光变化是一种非常敏感的输出信号,这些使得它们在检测、传感器制备等方面具有广阔的应用前景。本文主要报道了有机荧光纳米材料的合成及其在爆炸物TNT等硝基芳香化合物检测中的应用研究。具体研究内容如下:
一、报道了一种典型的酮类有机小分子2,5-二(对甲氧基苯亚甲基)环戊酮(BMBCP)的纳米线、纳米片的制备及其相关光学性质的研究。首先,介绍了模板熔融湿化法和再沉淀法制备结构规则、均一的BMBCP纳米线和纳米片的过程。其次,详细研究了BMBCP单体溶液、纳米线和纳米片水溶液的紫外.可见光谱和荧光发射光谱。通过对单体、纳米线和纳米片光学性质的研究比较,我们发现了一些特殊的光学现象,并对这些现象进行了理论分析。BMBCP分子是一种几乎完全共平面的刚性结构,这种结构容易以H-型聚集形式形成纳米粒子。在BMBCP纳米晶中分子因高度有序排列而形成了H<2>-型聚集体。纳米晶内部分子的高度有序排列会导致分子间强的激子偶合作用,从而产生了超强的激子偶合态,最终出现了一系列特殊的光学现象。此外,我们还初步探索了荧光有机小分子纳米材料对爆炸物。TNT的检测研究。
二、基于电子转移淬灭荧光的理论基础,利用富电子的荧光素与缺电子的硝基芳香化合物之间的强电子转移作用,来进行超痕量爆炸物TNT等硝基芳香化合物气氛的检测。本文采用一种多孔反蛋白石结构作为气氛检测材料,大大提高了检测效率。我们先用尺寸均匀的PS微球制备出高度有序的光子晶体,再引入含有氨基的二氧化硅凝胶,然后去除PS微球得到高度有序多孔的SiO<,2>反蛋白石,再利用氨基与荧光素的共价结合将荧光素C1609接到多孔的二氧化硅表面,最后用这种荧光材料对TNT、DNT和NB三种硝基化合物进行超痕量气氛的检测。通过非多孔的薄膜材料和多孔的反蛋白石材料对以上三种硝基化合物气氛的检测效率的比较,我们可以明显的看出多孔的反蛋白石结构在气氛检测中具有非常明显的优势和很好的效果。此外,高度有序多孔的反蛋白石结构材料存构筑微纳传感器件中具有很好的应用前景。