超支化共轭聚合物制备及传感器应用研究

• 作 者: 孟昕
• 机 构: 中国科学院大学
• 出 处: 中国科学院研究生院 中国科学院大学
• 发表日期: 2011年期
• 关键词: 超支化共轭聚合物 荧光检测 敏感元件 胶体球组装 传感器

在种类众多的化学传感器当中,荧光共轭聚合物传感器被认为是灵敏度最高的传感器之一,基于荧光共轭聚合物的传感材料开发和传感器敏感元件研制成为当前研究热点。　　
本论文主要从传感材料和器件两个方面进行了研究,一方面设计和制备了超支化结构的新型荧光共轭聚合物BPY-HPV,并对其传感性质和机理进行了研究;另一方面,制备了SiO2和聚苯乙烯胶体球,并对其有序微结构组装进行了探索。主要研究成果如下:　　
1.以联吡啶基团为端基,2,5-二甲氧基苯撑乙烯为连接单元,以苯为核合成了三维结构的超支化荧光共轭聚合物BPY-HPV,并通过核磁共振、傅里叶红外等对其结构进行了表征。　　
2.新型传感材料BPY-HPV对环境污染物如金属离子Cu2+、Ni2+、Ag+及小分子四氯乙烷(TCE)显示出高度敏感性。研究表明金属离子的强配位作用和TCE的氢键诱导电荷转移作用是主要影响因素,两种相互作用的结果导致BPY-HPV由端基向核的能量转移过程受到抑制,因而聚合物的荧光被淬灭。同时,研究结果验证了薄膜状态下TCE对聚合物荧光的淬灭作用可以利用三乙胺(TEA)通过化学竞争作用进行可逆调节。　　
3.分别制备了SiO2和聚苯乙烯微球,摸索了用LB膜法、气-液相自组装法制作单层胶体膜的实验工艺条件,为最终得到基于光子晶体布拉格反射层或球形谐振腔结构的微纳尺度光学传感系统提供了前期实验基础。　　
本论文研究表明:将识别功能基团接入超支化荧光共轭聚合物用于离子和分子检测是一种的可行的方法,在此体系基础上可以开发出更多用于环境监测或化学危险品检测的新型传感材料。同时,利用微纳米光学单元的调制作用来增强传感性能,并以此进行微纳尺度光学系统的集成化开发将成为一个重要研究方向。