新型芴基共轭聚合物的合成及其金属离子识别性能研究

摘要

金属离子可以保持身体健康和生态平衡，也可以导致疾病和污染环境，因此，一直以来人们都很重视对金属离子的监测。近年来，荧光化学传感器因价格便宜、容易操作、信号灵敏以及受外界干扰小等特点被人们广泛关注，并成功实现了对各种金属离子的特异性检测。本论文以两种新型芴基共轭聚合物在水溶液中对不同金属离子的识别性能来展开。
　　本论文首先以2,7-二溴芴、1,6-二溴己烷和N,N-二甲基甲酰胺（DMF）为原料，通过二次取代反应合成了一种含有芴基的二醛单体；然后以DMF为聚合溶剂、无水氯化锂为催化剂，二醛单体分别与邻苯二胺、2,3-二氨基吡啶通过缩聚反应制备出主链含有亚胺基的共轭聚合物（P1、P2）；在此基础上用季铵阳离子来修饰聚合物的侧链，从而合成出离子型共轭聚合物（IP1、IP2）。利用核磁氢谱和红外光谱对二醛单体和两种共轭聚合物的结构进行表征。
　　运用紫外光谱和荧光光谱考察了不同有机溶剂和不同pH环境对共轭聚合物的光学性质影响。结果表明：不同极性溶剂对它们的紫外吸收光谱影响不大，但聚合物在水中和在其他溶剂中的荧光光谱有明显的差异；体系pH的改变在一定程度上会影响IP1的光学性能。
　　通过荧光光谱考察了两种聚合物IP1和IP2在水中对不同金属离子的识别能力。结果表明：聚合物IP1在水中可以识别出Cu2+，且不受其他金属离子的干扰。在IP1的缓冲溶液中，加入50倍IP1摩尔比的Cu2+后，聚合物IP1水溶液在405 nm处的荧光峰猝灭至空白样的1/5，由实验数据得出IP1和Cu2+的络合比可能为2:1。聚合物IP2在水中可以识别出Fe3+、Cu2+和Co2+。在IP1的缓冲溶液中，加入20倍IP2摩尔比的Fe3+后，聚合物IP2水溶液最大荧光强度猝灭至空白样的1/20，且最大发射波长由最初的382 nm红移至436 nm，由实验数据得出IP2和Fe3+的络合比可能为1:1；加入20倍IP2摩尔比的Cu2+后，聚合物IP2水溶液在382 nm处的荧光峰猝灭至空白样的1/2，由实验数据得出IP2和Cu2+的络合比为可能2:1；加入20倍IP2摩尔比的Co2+后，聚合物IP2水溶液在382 nm处的增强至空白样的1.8倍，由实验数据得出IP2和Co2+的络合比可能为1:1。

目录

声明

第1章 绪 论

1.1引言

1.2共轭聚合物的发展历史

1.3共轭聚合物的分类

1.4共轭聚合物的合成方法

1.5共轭聚合物的应用

1.6 离子型聚合物和席夫碱配体

1.7选题意义和研究内容

第2章 实验部分

2.1 实验试剂和仪器

2.2 实验方案

2.3 单体9,9-二(6-溴己基)-2,7-二芴醛的合成

2.4聚合反应

2.5季铵化反应

2.6实验测试方法

2.7实验表征及其方法

2.8本章小结

第3章 芴基苯环共轭聚合物的合成与光学性能研究

3.1单体9,9-二(6-溴己基)-2,7-二芴醛的合成与表征

3.2芴基苯环共轭聚合物 IP1的合成及其表征

3.3芴基苯环共轭聚合物IP1光学性能研究

3.4芴基苯环共轭聚合物IP1的金属离子识别性能研究

3.5本章小结

第4章 芴基吡啶环共轭聚合物的合成与光学性能研究

4.1 芴基吡啶环共轭聚合物IP2的合成及其表征

4.2芴基吡啶环共轭聚合物IP2的光学性能研究

4.3芴基吡啶环共轭聚合物IP2的金属离子识别性能研究

4.4本章小结

结论

参考文献

致谢