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卟啉(Porphyrin)是一种有机化合物，有较大的表面，作为受体，卟啉化合物可进行分子形状、大小、手性异构体和官能团的识别，具有显著的分子识别效应。在实际应用中，卟啉化合物一般作为气敏变色物质应用在气体传感器阵列，但是气体传感器在使用时需配备专门的图像采集系统，因此不能及时有效的获得监测信息，实现对工业生产过程中环境安全的即时监测。
本文利用卟啉和金属卟啉良好的变色性能，采用静电纺丝技术，分别制备卟啉/聚丙烯腈/聚氨酯(TPPH2/PAN/PU)纳米纤维气敏变色膜和卟啉锌/聚丙烯腈/聚氨酯(ZnTPP/PAN/PU)纳米纤维气敏变色膜。考察纺丝液浓度、卟啉和卟啉锌含量对溶液粘度、表面张力和可纺性的影响，分析了纺丝电压、挤出速率、接收距离等工艺参数对纺丝效果的影响。利用场发射扫描电镜(FE-SEM)、红外光谱(FTIR)、比表面积仪(BET)对纳米纤维气敏变色膜的纤维形貌、结构、组成和比表面积进行了表征，并对其变色性能进行了研究，探讨了卟啉/PAN/PU纳米纤维气敏变色膜与卟啉锌/PAN/PU纳米纤维气敏变色膜的变色机理。
研究结果表明：当PAN浓度为10 wt.％，卟啉或卟啉锌含量为2.0mg/ml时，可以纺制直径较细且性能优良的气敏变色膜，最佳纺丝工艺参数是纺丝电压为25 kV，接收距离20 cm，PAN挤出速率为0.8 ml/h，PU挤出速率为0.3 ml/h。卟啉/PAN/PU纳米纤维膜具有优良的存酸性气体(例如HCl气体)条件下变色的性能，在常温下，纤维膜由淡红色变为绿色，1s左右即可完成变色，响应速度较快，使用后的卟啉/PAN/PU纳米纤维膜，将其放置空气中一段时间后，颜色可恢复成原有的淡红色，可以重复使用，具有良好的经济价值。卟啉锌/PAN/PU纳米纤维膜遇丙酮气体发生变色反应，纤维膜由黄绿色变为蓝绿色，具有良好的气体敏感性能。