荧光传感材料的合成及传感性能的研究

论文摘要

荧光化学传感器是以荧光为输出信号的传感器,它具有选择性好、灵敏度高、便于检测等优点,被广泛地用于环境分析、分析科学、生命科学等诸多领域。本论文围绕荧光化学传感器的设计合成,开展了两部分工作:第一部分,设计合成了钌配合物（[Ru（Phen）2Phen–Si]Cl2）,将它作为荧光指示剂,通过与TEOS和VTES的共水解和共缩聚反应将[Ru（Phen）2Phen–Si]Cl2共价嫁接到干凝胶的Si-C骨架上,用于氧气传感。由于VTES的加入,使复合干凝胶中可聚合的功能团数目减少了,进而降低了基质的刚性和极性,一定程度上提高了材料的光学及氧传感性能。测试结果表明,该传感材料对氧浓度呈较好的线性关系,且灵敏度高,可逆性好,可作为一种很好的氧气荧光传感材料。第二部分,先设计合成了核壳结构介孔二氧化硅（SiO2@mSiO2）,然后将荧光指示剂吡啶衍生物（Py-Si）共价嫁接到SiO2@mSiO2表面的介孔中,得到了一种复合纳米材料（SiO2@mSiO2/ Py-Si）用于汞离子传感。小角X射线衍射分析证实了介孔结构的存在,荧光光谱分析证实了该传感材料具有良好的灵敏度和选择性。且当汞离子浓度在10-7 - 10-4M范围内变化时,它对汞离子浓度呈较好的线性关系。更值得关注的是该传感材料对汞离子有相对低的检测限(3.4×10-9gml-1),此检测限与将相同材料嫁接到块状介孔SBA-15上相比低两个数量级。因此,SiO2@mSiO2/ Py-Si可作为一种很好的汞离子荧光传感材料。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 光化学传感器的概述
• 1.2 荧光化学传感器
• 1.2.1 荧光的基本概念
• 1.2.2 荧光指示剂选择的条件
• 1.2.3 荧光传感器的构成
• 1.2.4 荧光化学传感器的应用
• 1.3 氧气传感简介
• 2+传感简介'>1.4 Hg²⁺传感简介
• 1.5 溶胶凝胶法在化学传感器的应用
• 1.5.1 溶胶凝胶技术概述
• 1.5.2 溶胶凝胶法的机理
• 1.5.3 溶胶凝胶过程的影响因素
• 1.5.4 有机改性溶胶凝胶的特点
• 1.6 本论文的研究目的和研究方法
• 第二章 实验部分
• 2.1 仪器
• 2.2 药品
• 第三章 吡啶衍生物共价嫁接核壳介孔硅的合成与表征
• 3.1 吡啶衍生物Py-Si的合成
• 3.2 功能化核壳介孔硅的合成
• 3.2.1 二氧化硅纳米球的合成
• 2@m SiO₂ 的合成'>3.2.2 核壳介孔硅SiO₂@m SiO₂的合成
• 2@m SiO₂/Py-Si的合成'>3.2.3 功能化核壳介孔硅SiO₂@m SiO₂/Py-Si的合成
• 3.3 结果与讨论
• 3.3.1 二氧化硅纳米球结构及形态表征
• 3.3.2 小角X射线衍射分析
• 3.3.3 红外谱图分析
• 3.3.4 热重分析
• 3.3.5 选择性分析
• 2+浓度下的发射光谱分析'>3.3.6 不同Hg²⁺浓度下的发射光谱分析
• 3.3.7 Stern–Volmer 曲线分析
• 3.4 本章小结
• 第四章 氧气传感材料复合干凝胶的制备及传感性能的研究
• 4.1 合成方法
• 4.1.1 1, 10-邻菲啰啉-5, 6-二酮的合成
• 4.1.2 2-（4’-羧基苯）咪唑[4,5-f]-1,10-邻菲啰啉（Phen-COOH）的合成
• 4.1.3 配体Phen-Si的合成
• 2（Phen-Si）Cl₂ 的合成'>4.1.4 配合物Ru（Phen）₂（Phen-Si）Cl₂的合成
• 2（Phen-Si）Cl₂ 的复合干凝胶的合成'>4.1.5 共价嫁接配合物Ru（Phen）₂（Phen-Si）Cl₂的复合干凝胶的合成
• 4.2 结果与讨论
• 4.2.1 结构分析
• 4.2.2 红外谱图分析
• 4.2.3 荧光发射光谱分析
• 4.2.4 不同氧气浓度下发射光谱分析
• 4.2.5 Stern-Volmer曲线分析
• 4.2.6 响应时间曲线分析
• 4.3 本章小结
• 参考文献
• 致谢
• 在学期间公开发表论文及著作情况