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荧光共轭聚合物传感材料因为其灵敏度高、响应快以及选择性好的特点,成为痕量检测技术领域的研究热点。 本论文系统地阐述了荧光共轭聚合物材料的传感原理、应用领域和研究现状,针对2,4,6-三硝基甲苯(TNT)和甲基苯丙胺(冰毒)的气相检测,设计、制备了多种荧光共轭聚合物传感材料,并对其传感性能进行了系统研究。主要研究成果如下: 1.提出了用于TNT气相检测的高效聚合物荧光传感材料设计的新思路。通过向芴芘共聚物中引入二苯并硫砜(SO)单元和金刚烷侧基,调节了芴芘共聚物的极性,减少了链间π-π堆叠并增强了聚合物材料的通透性,从而实现了对TNT的高效气相检测。共轭聚合物内引入SO单元后,300秒内,其荧光稳定性提高了14%,对TNT蒸气的淬灭率提高了9%,达到58%。聚合物P2表现了对TNT等硝基芳烃类爆炸物较高的选择性,其检测限可达ppb量级。本部分结果正在Sensors And Actuators B:Chemical投递中。 2.成功制备出了用于甲基苯丙胺气相检测的区域规整的高通透性荧光共轭聚合物材料。创新性地引入区域规整的结构设计思路,并在聚合物侧链上引入大位阻基团,从而不仅提高了聚合物内激子迁移速率,而且为气体分子提供了更多接触位点,实现了对甲基苯丙胺快速、高选择性的气相检测。相对含柔性侧链的无规聚合物P1而言,区域规整的高通透性聚合物P4在300秒内对甲基苯丙胺的荧光传感增强了42%,为共轭聚合物应用于痕量检测提供了新的设计思路。本部分结果发表在《功能材料与器件学报》上,接收。 通过本论文的研究工作,建立和发展了基于共轭聚合物荧光传感材料的对多种化学危险品的气相检测方法,针对对TNT和甲基苯丙胺蒸气的高灵敏识别与检测,开发出了多种性能优良的共轭聚合物荧光传感材料,并证明,特异分子基团的引入、聚合物链的区域规整度以及高位阻的空间基团的引入可以有效地提高聚集态下共轭聚合物荧光传感材料的传感性能。