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定量检测离子或有机化合物的选择性传感器在环境、临床医学、废水处理,食品药品管理等应用方面具有重要的意义。一个理想的传感器应当能对被分析物产生快速灵敏并有选择性的响应。基于荧光信号的荧光化学传感器由于具有较高的灵敏度,因而受到广泛关注。
本论文设计合成了结构简单、易于制备的主链为线性聚乙炔、侧链为4-苯甲酰胺基-N—正丁基-1,8-萘酰亚胺的共轭聚合物传感器P1。通过吸收光谱滴定实验研究了它对氟离子进行比色传感的机理:氟离子与具有酸性氢质子的酰胺基团发生了分子间质子转移,造成了萘酰亚胺4-位上氮原子带上负电荷,增强了发色团的分子内电荷转移(ICT)特征,改变了发色团的颜色。通过荧光光谱滴定实验研究了它对氟离子进行荧光传感的机理,识别事件有效改变了荧光团的ICT荧光特征。使荧光光谱发生了显著红移。对照实验结果表明氯,溴,碘等阴离子不会对氟离子比色和荧光比率传感造成干扰,说明该传感器是具有氟离子选择性的比色和荧光比率化学传感器。
设计并采用封端法合成了以酰基硫脲为识别基团以乙二胺为连接基团的1,8-萘酰亚胺衍生物封端的超支化聚三苯胺汞离子荧光传感器hbP3-1。通过吸收光谱和荧光光谱滴定实验研究了它对汞离子进行比色和荧光比率传感的原理。对于小分了的萘酰亚胺衍生物传感器,汞离子能促进传感器分子内的脱硫化氢成环的反应,分子内环合后产物的4-位上氮原子给电子能力下降导致了吸收光谱和荧光光谱的蓝移,而在对hbP3-1的研究中,发现由于超支化聚三苯胺体系的强吸收光谱对萘酰亚胺的吸收光谱产生部分重叠,导致吸收光谱难以体现比色传感件能。进一步采用荧光激发光谱对hbP3-1进行研究,发现激发光谱中出现明显的萘酰亚胺结构变化信息。进行不同离子的对照实验,结果表明Co2+,Ni2+,Cd2+,Zn2+,Pb2+等离子由于不具备有促进分子内环合反应的能力不能对传感分子的颜色和发光进行有效的调节,说明传感器分子能够专一选择性的灵敏识别汞离子。