Fe3+在自然环境中广泛存在,在生态平衡中起着重要作用,所以其实时检测具有重要意义。光谱探针因具有灵敏度高、选择性好、操作简便、适用于无损检测等优点,从众多Fe3+检测方法中脱颖而出。但是,综合性能优良的Fe3+光谱探针非常少见。为此本文利用1,8-萘酰亚胺、罗丹明等著名发色团和荧光团,设计合成了一个小分子Fe3+荧光探针及4个超支化聚合物Fe3+比色和荧光探针,对其结构进行了表征,并通过紫外-可见吸收光谱和荧光光谱对其作为Fe3+光谱探针的性能进行了详细研究。具体内容包括:(1)增强型小分子Fe3+荧光探针PPBN。利用1,8-萘酰亚胺为报告基团,1-(2-吡啶)哌嗪为识别基团,合成了一个新型的1,8-萘酰亚胺衍生物PPBN。用1HNMR、13C NMR、红外光谱和元素分析等手段表征了 PPBN的结构。在DMF/H20(75/25,v/v)的检测体系中,Fe3+的加入使PPBN溶液的荧光强度增加了 15.8倍。当Fe3+浓度介于60-140 μM之间时,PPBN在530 nm处的荧光强度和Fe3+浓度呈现良好的线性关系,对Fe3+的检测限为8.1×10-8 mol/L。PPBN能够在pH 5.5-7.3范围内检测Fe3+,检测过程具有可逆性,且受其他常见金属离子的干扰不大。PPBN和Fe3+的络合比为1:1,结合常数为4.41×103 M-1。PPBN通过结构中哌嗪和吡啶环上的N原子与Fe3+络合,引起荧光增强,该传感机理得到了红外光谱的支持。(2)增强型超支化聚合物Fe3+比色和荧光探针PGMN(2-5)。利用罗丹明B、多乙烯多胺、甲基丙烯酸酯单体和链转移剂合成了超支化聚合物Fe3+比色和荧光探针 PGMN2、PGMN3、PGMN4、PGMN5,简称 PGMN(2-5)。根据1H NMR、GPC等结构表征数据,估算得到PGMN(2-5)结构中分别含有4-5个罗丹明单元,与获得低荧光团含量聚合物的设计思路相符。在CH3CN/H20(75/25,v/v)的检测体系中,PGMN(2-5)对Fe3+表现出很好的选择性和灵敏度。吸收光谱在558 nm附近出现新的峰,最大荧光波长从545 nm红移至578 nm,荧光强度增加33-35倍,荧光量子产率增加8.3-12.8倍。当Fe3+浓度在40-200 μM之间时,PGMN(2-5)在558 nm附近的吸光度及在578 nm附近的荧光强度和Fe3+浓度均呈现良好的线性关系,其对Fe3+的检测限均可达到微摩尔级别,且对Fe3+的检测过程可逆。PGMN(2-5)检测Fe3+基本不受其他常见金属离子影响。PGMN(2-5)检测Fe3+的pH范围为5.0-7.5。PGMN(2-5)可以有效检测环境水样中的Fe3+。