基于四苯乙烯和β-环糊精的聚集诱导发光聚合物的制备及其光学性能的研究

来源 :西北师范大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:mabin85281528
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
具有聚集诱导发光(aggregation-induced emission,AIE)效应的荧光材料的发现,成功的克服了传统荧光材料由于聚集诱导荧光猝灭(aggregation caused quenching,ACQ)效应引起的应用缺陷,在被发现的短短十几年间,已在有机发光二极管(OLEDs)、荧光探针、有机染料敏化太阳能电池等领域成为研究热点。其中,四苯乙烯(Tetraphenylethylene,TPE)是一种典型的AIE分子,而TPE及其衍生物因其合成简便、易功能化、AIE效应显著等优点而得到了研究者的广泛关注。相比TPE小分子,基于TEP的聚合物结合了聚合物的优良性能和AIE光学特性,且易于对外界刺激给予荧光响应,因此更容易被制备成各种功能性的荧光材料。近年来,另一类新型非典型性AIE聚合物引起了研究者的关注,与经典的发光聚合物相比,这类发光聚合物的结构中不含苯环、噻吩、芴、咔唑等共轭π电子基元,而仅含有脂肪胺、酯基、羟基、酰胺基等传统意义上的助色团。由于其在化学组成上更接近于生物大分子,因此这类AIE聚合物具有更好的生物相容性、更强的细胞内吞能力及更低的细胞毒性,显示出了在荧光传感和荧光成像领域的巨大应用潜质。综上所述,本论文旨在探索运用新型TPE衍生物引发剂与β-环糊精(β-CD)构筑具有AIE特性的功能性荧光聚合物的方法,以期为开发新型的AIE聚合物发光材料提供一个全新的思路和方法。主要研究内容如下:(1)以4,4’-二羟基二苯甲酮为原料,首先合成了一种新型四臂TPE引发剂,然后通过原子转移自由基聚合(ATRP)方法,将聚[2-(甲基丙烯酰氧基)-乙基三甲基氯化铵](PMETAC)接枝到TPE上,得到了对抗衡离子(C lO4-、PF6-、TFSI-)具有响应性的AIE聚电解质微球。通过1H NMR、13C NMR、IR、GPC及SEM等测试对TPE-PMETAC的组成和结构进行了表征。同时,通过聚合物水溶液荧光强度随浓度增大而增强,及在加入不良溶剂THF后荧光增强的两个实验结果,证明了TPE-PMETAC的AIE发光特性。此外,详细研究了三种抗衡离子(ClO4-、PF6-、TFSI-)的加入对TPE-PMETAC水溶液荧光的影响情况。实验结果表明:上述三种抗衡离子的加入均会使TPE-PMETAC的荧光增强,其荧光增强的顺序符合抗衡离子对Cl-取代能力的顺序:ClO4-<PF6-<TFSI-。通过动态光散射(DLS)、粒径分布及扫描电镜(SEM)测试,证明加入抗衡离子后,聚电解质微球的表面发生疏水作用而导致聚合物链的收缩,使TPE-PMETAC微球的尺寸和彼此间的静电排斥作用力减小,从而发生聚集并且荧光增强。本研究首次通过加入不同抗衡离子的方法实现了对AIE分子荧光的有效调控,为荧光可调材料的设计和制备提供了新的思路和简便的方法。(2)以4,4’-偶氮(4-氰基戊酸)修饰TPE,成功合成了四臂TPE偶氮引发剂TPE-AZO,通过普通自由基聚合方法制备了一系列具有AIE特性的TPE-polymers,其中包含具有共轭结构的TPE-PVK和TPE-PS;亲水性的TPE-PNIPAM、TPE-PMPEGMA、TPE-PMETAC、TPE-PVP、TPE-PMAA;疏水性的TPE-PMMA和TPE-PMA。九种TPE-polymers受其两亲性或者生色团作用影响,表现出了从370 nm到482 nm的不同荧光发射波长。对TPE-polymers的光学性质的进一步研究发现,它们能良好的结合TPE的AIE特性和聚合物的优良性能,如TPE-PNIPAM、TPE-PMAA和TPE-PMATAC的水溶液荧光分别对温度、pH、抗衡离子(ClO4-)具有敏感响应特性。本研究为制备功能性TPE-polymers提供了一个通用的合成方法,同时也为制备新型的功能性AIE材料提供了新的思路。(3)通过简单的制备过程,在温和的条件下合成了仅包含非传统生色团(酰胺基和羟基)的荧光大分子:β-CD dimer和poly(β-CD dimer),通过1H NMR、13C NMR、IR、GPC及SEM等测试对β-CD dimer和poly(β-CD dimer)的组成和结构进行了表征。同时,通过聚合物水溶液荧光强度随浓度增大而增强,及在加入不良溶剂C2H5OH后荧光增强的两个实验结果,证明β-CD dimer和poly(β-CD dimer)均具有AIE发光特性。通过对其光学性质的进一步研究,证明了β-CD dimer的荧光源于分子内氨基及羟基形成的分子间氢键,使孤对电子发生共轭效应。研究结果表明不需引入共轭π电子基元,仅将氮原子和氧原子等富电子基团引入β-CD中,也可制备具有AIE发光特性的β-CD衍生物。本研究为制备无毒环保的非典型性AIE荧光生物大分子提供了一个新的思路,使AIE荧光材料更好的应用于细胞成像、生物传感及药物输送等领域。
其他文献
EPC总承包模式引进我国以来,在建筑业各领域进行了有益探索和实践,得到了国家和业内普遍认可。本文再次梳理了EPC总承包模式的特点,并以深圳市城中村综合治理为例,探讨了在政
特殊矩阵(Special Matrix)是指它的元素在数值上或其所具有的性质上有特性的矩阵。从大的方面来说,它们大体上可以划分成两部分:一部分是通过含有不易直观识别的性质来刻画的,我们
互联网信息技术蓬勃发展的背景下,各种社交媒体层出不穷,由此也带来了学习方式的革新。互联网技术、社交媒体平台和学习三者之间的碰撞联结,孕育了具有社交性、不连续性、广
近日,浙江省云和县人民法院判处了一起利用微信传播淫秽视频案。被告人谢某作为微信群群主,因未负起监管职责阻止群成员传播淫秽视频,与视频传播者同被判处拘役六个月,缓刑一年。
报纸
本文是编纂《中国河湖大典&#183;长江卷》的衍生论文之一。长江的最大支流汉江(也叫汉水)、重要支流嘉陵江、嘉陵江支流西汉水三条江河的名称,在古代历史地理文献里有錾混乱,概念
区域经济发展与区域信息化的关系越来越密切,信息化不仅能促进区域内社会的全面进步,而且能促进区域经济结构的优化升级与重建。文章以河北省为例,简述了区域信息化和区域经
在互联网时代,在线MOOC已风靡全球,其中,视频是MOOC教育的重心。当前,MOOC视频制作方式很多,视频呈现形式也各有不同,但我国的MOOC教育仍处于高速发展的阶段,存在许多问题亟
应用SWOT分析方法,对高校图书馆中文图书实行采购招标存在的优势、劣势、机会和威胁及产生的价值链进行了分析,并提出了SWOT分析矩阵。
嘉陵江上游较大支流,发源于西秦岭末端甘肃省天水市西南的齐寿山,流经甘肃省礼县、西和、成县、徽县、康县和陕西省略阳等地,于两河口注入嘉陵江。西汉水亦有“犀牛江”之名
为了有效抑制随机路面激励下康复机器人轮椅的振动,提出了一种抑制参数解析优化方法.将康复机器人轮椅的坐垫及轮胎视为具有刚度和阻尼的减振元件,建立了人体-机器人轮椅垂向