论文部分内容阅读
重金属离子在自然界中广泛存在,由于工业废水的排放,导致环境污染日益严重。水中重金属离子含量超标,不仅会破环生态环境,也会危及我们人类自身健康,开发一种对水中重金属离子有效的检测方法尤为重要。以往,人们建立了原子吸收法、伏安法等多种重金属离子的检测方法,但这些方法均需要昂贵的设备与运营成本,以及专业的分析人员。相对而言,荧光传感器具有成本低廉、灵敏度高、响应时间短等优点,是近些年的研究热点。随着研究深入,人们对负载染荧光探针的纤维薄膜传感器给予了极大关注,同小分子探针相比,薄膜材料使用方便,更易于器件化。静电纺丝是近些年兴起的纳米纤维制备技术,该方法制备的纳米纤维膜具有直径细小、比表面积大等优点,是制备薄膜传感器的理想材料。本论文从卤代荧光素出发设计合成了系列有机小分子荧光探针,对其聚集诱导发光性质和金属离子检测能力进行了考察,并结合静电纺丝技术制备了对金属离子具有检测能力的纳米纤维试纸,主要内容如下:1.从五种卤代荧光素和水合肼出发制备了酰肼类化合物,随后与水杨醛发生席夫碱反应得到了五种荧光探针YF-I4、YF-Br4、YF-Br4Cl4、YF-Br2和YF-Cl2,对其进行了核磁表征和AIE发光性能研究。通过有机溶剂筛选实验确定乙腈为溶剂后,研究了探针在乙腈/水混合溶剂中的发光性能,发现当水含量大于80%时,探针呈现明显的AIE发光性能。根据紫外吸收光谱和荧光发射光谱数据确定了探针的量子产率,发现探针YF-Br4的发光性能较好,量子产率最高,达到0.17,在环境检测和生物成像领域具有良好的应用前景。2.在以上五种探针的研究基础上,重点考察了探针YF-I4、YF-Br4和YF-Br4Cl4对金属离子的检测性能,发现三种探针都可以实现对铜离子的灵敏检测。在铜离子加入后,探针溶液会发生荧光淬灭,荧光强度分别减小了9倍(538 nm)、7倍(541 nm)和5倍(603 nm),荧光检出限分别为4.345×10-9 mol/L、1.239×10-7 mol/L和5.869×10-8 mol/L。通过干扰性实验发现,探针具有良好的抗干扰能力,在其他干扰离子存在时,能够完成对铜离子的识别检测。此外,探针对铜离子具有很好的裸眼比色识别能力,遇到铜离子后,在紫外灯照射下由黄绿色变为无色。3.通过静电纺丝技术制备了含有探针YF-I4的纳米纤维试纸,对其荧光光谱和铜离子检测性能进行了研究,发现随着探针引入量的增加,试纸的荧光强度逐渐增强,试纸遇到铜离子后,会发生荧光淬灭,在紫外灯照射下由黄绿色变为无色,在水中铜离子检测中具有良好的应用前景。