检测爆炸物的聚合物薄膜荧光传感材料的制备和表征　　 爆炸物检测对国防军事，机场安检以及环境保护等领域均有重要意义。近年来，爆炸物荧光薄膜传感器由于制备简单，使用方便等优点，在爆炸物检测方面引起了人们广泛关注，使其成为爆炸物检测方法中最具前景的应用技术。　　 但是，荧光薄膜传感器在选择性，灵敏度和响应时间方面仍然有待提高。现阶段，荧光薄膜传感器对爆炸物的淬灭响应机理基本限于PET过程，因此传感材料对不同结构的爆炸物分子选择性较低，特别在比较复杂的水相体系中检测爆炸物，往往会受到其他电子受体类分子的干扰。另外，荧光薄膜传感器通透性较差，不利于爆炸物分子在薄膜内部的扩散，导致荧光薄膜的灵敏度下降，响应时间增长，同时还会带来“膜厚效应”等问题。针对目前爆炸物传感领域存在的问题，本论文以荧光薄膜传感作为研究体系，设计不同结构的爆炸物薄膜传感材料，如要内容如下:　　 1.以四苯基乙烯和芴为结构基元，合成一系列聚合物荧光材料用于薄膜检测水相中的爆炸物。我们得到的聚合物都具有较高的膜态荧光量子效率。其中，聚合物P1主链引入强给受体结构，P1薄膜用于检测水相中的TNT分子，表现出很高的选择性检测，可以排除TNT水相检测中PA的淬灭干扰。P2和P3作为对比材料，聚合物主链只有给体结构，在水相检测中，TNT和PA均可以淬灭薄膜荧光，不具有选择性响应。另外，P1的主链引入给受体结构之后，聚合物LUMO能级降低，与爆炸物LUMO能级更加匹配，有利于PET过程发生，因此P1荧光薄膜对爆炸物气体和固体颗粒的检测灵敏度均高于P2和P3。　　 2.我们以芘为荧光核合成含有不同结构连接臂的荧光分子，并通过连接臂末端的磷酸酯基团与玻璃基底表面羟基反应，制备自组装单层膜爆炸物荧光传感器。Py-1分子结构中为柔性链连接臂，得到的单层膜荧光为激基复合物发光，说明体系中连接臂不能阻止芘荧光团的聚集。Py-2分子结构中引入刚性苯环连接臂，得到的单层膜荧光仍然为激基复合物发光，但是Py-2单层膜对爆炸物气体的传感性能相比Py-1单层膜得到很大程度的提高。说明刚性苯环连接臂虽然未能抑制芘荧光团的聚集，但是可以解决柔性链连接臂带来的包埋问题。Py-3和Py-4单层膜体系中进一步引入三苯胺连接臂，得到的荧光薄膜再没有观察到激基复合物的发光，薄膜的传感性能相比Py-2也再次得到提高，说明三苯胺连接臂不仅能够有效抑制芘荧光团的聚集，还可以增加荧光团之间的距离，提高芘荧光团和爆炸物分子之间的碰撞几率。　　 3.以咔唑，芴和螺芴为结构基元，合成一系列咔唑类聚合物荧光材料，用于爆炸物气体检测。聚合物P27CzF和P27CzSF室温下均容易形成凝胶，并且旋涂法得到的薄膜表面会形成多孔形貌。P36CzSF不易形成凝胶，旋涂方法只能得到平整致密的薄膜。P27CzF和P27CzSF薄膜90nm膜厚时，对饱和TNT气体15min的淬灭程度分别为84.2％和92.2％，并且薄膜厚度由8nm增加到90nm时，荧光薄膜的传感性能未发生明显变化。同时，P36CzSF薄膜对饱和TNT气体15min的淬灭程度仅仅达到42.3％。因此，通过旋涂方法得到的多孔形貌聚合物荧光薄膜可以大大提高对爆炸物气体的检测灵敏度。