多功能自組裝體系及其對金屬離子、氣態(tài)酸和有機(jī)胺檢測
發(fā)布時(shí)間：2021-01-30 12:26
超分子自組裝體系是通過非共價(jià)鍵相互作用結(jié)合而成的一類材料,由于其刺激響應(yīng)特性能夠廣泛應(yīng)用在諸多領(lǐng)域。過渡金屬離子的靈敏檢測一直是化學(xué)傳感器領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)�；瘜W(xué)工業(yè)大量使用的氣態(tài)酸和有機(jī)胺是一類嚴(yán)重的氣態(tài)污染物,對它們的連續(xù)檢測成為目前亟需解決的科學(xué)難題。目前,大多數(shù)化學(xué)傳感器只能檢測單一分析物,不能滿足現(xiàn)實(shí)需求。因此,探索具有多種分析物檢測功能的傳感器體系是我們研究的主要目標(biāo)。本文設(shè)計(jì)合成了幾種新型超分子自組裝材料,為快速、方便、可視化地檢測金屬離子及氣態(tài)酸和有機(jī)胺提供新的手段。主要研究內(nèi)容如下:（1）設(shè)計(jì)合成了基于偶氮苯衍生物的新型多功能凝膠因子1�；衔�1可以在溶液和凝膠兩種狀態(tài)下比色檢測Hg2+,Fe3+和Cu2+,還可以在溶液、凝膠和薄膜三種狀態(tài)下連續(xù)循環(huán)響應(yīng)氣態(tài)酸和有機(jī)胺。我們利用各種測試探究其響應(yīng)機(jī)理,在Hg2+檢測過程中,凝膠因子分子內(nèi)發(fā)生縮合成環(huán)并失去一分子的H2S。-N=N-可能與Fe3+和Cu2+配位,誘導(dǎo)其吸收光...
【文章來源】：信陽師范學(xué)院河南省
【文章頁數(shù)】：105 頁
【學(xué)位級別】：碩士
【部分圖文】：
自組裝體系的光異構(gòu)化以及其溶于四氯化碳溶劑中在365nm燈光照射下的光譜變化
信陽師范學(xué)院碩士學(xué)位論文2碳溶劑中的該化合物，在365nm燈光照射下，其溶液顏色由無色變?yōu)樗{(lán)色，溶液熒光逐漸猝滅。紫外吸收光譜顯示在大于510nm燈光照射下，一個(gè)新的吸收峰出現(xiàn)在588nm并伴隨著吸光度逐漸增加，而352nm處的吸光度逐漸降低。同時(shí)，溶液在470nm的熒光發(fā)射也逐漸降低。因此，兩個(gè)光譜的變化更加驗(yàn)證了化合物對光靈敏響應(yīng)能力（圖11）。Li課題組[22]設(shè)計(jì)了一系列利用不同長度烷基鏈連接膽固醇基團(tuán)和偶氮苯基團(tuán)的凝膠因子，再將另一端用固定烷基鏈銜接四苯乙烯基團(tuán)構(gòu)成具有聚集誘導(dǎo)發(fā)光（AIE）特性的自組裝體系。因此，該自組裝體系不僅具有AIE特性，還由于分子中偶氮苯基團(tuán)的存在，能夠在紫外燈照射下發(fā)生順反異構(gòu)，從而引起凝膠溶膠轉(zhuǎn)變。上述性質(zhì)使該體系能夠在傳感器和光電子材料中具有廣闊的應(yīng)用前景（圖12）。圖11自組裝體系的光異構(gòu)化以及其溶于四氯化碳溶劑中在365nm燈光照射下的光譜變化。圖12具有AIE特性的自組裝體系的光異構(gòu)化。
信陽師范學(xué)院碩士學(xué)位論文31.2.2電刺激響應(yīng)型自組裝體系電場是一種通過誘導(dǎo)相互作用來誘導(dǎo)膠體納米粒子組裝的通用工具，此類膠體納米粒子已被廣泛用于制造功能薄膜和納米結(jié)構(gòu)表面。電場不僅可以調(diào)節(jié)聚合物形成，還可以作為特定響應(yīng)體系的刺激[23,24]。利用電場作為外部刺激控制納米粒子的動(dòng)態(tài)自組裝仍然是一個(gè)有待探索的問題，例如，Demirrs課題組[25]介紹了一種新穎的可逆自組裝技術(shù)，利用膠體的二元混合物通過電場調(diào)節(jié)來創(chuàng)建各種復(fù)雜的組裝，如像環(huán)狀或蠟燭火焰的簇。他們利用介電柱和離子獲得簇的層次列陣，通過改變粒子的極化調(diào)節(jié)構(gòu)建模塊之間的偶極相互作用，以此控制和規(guī)劃組裝路徑，最終獲得多樣性的自組裝結(jié)構(gòu)（圖13）。Vamvakaki等人[26]在一篇綜述中闡述可以利用電場驅(qū)動(dòng)自由離子遷移導(dǎo)致溶液或材料內(nèi)離子局部濃度變化，又或者對于絕緣的自組裝體系，兩個(gè)電極之間的靜電相互作用（庫侖力）引起其變形來解釋聚合物凝膠具有電場刺激響應(yīng)能力的原因。Wu課題組[27]利用輕微溶解的無定型碳酸鈣中的Ca2+作為載體，將兩個(gè)水凝膠膜與一個(gè)介電層（聚乙烯膜）集成，構(gòu)建了一個(gè)電容式壓力傳感器。這個(gè)基于水凝膠的電子皮膜表現(xiàn)出極高的壓力敏感性，最高可達(dá)1Kpa，因此手指輕輕一碰或人體運(yùn)動(dòng)均能被檢測（圖14）。圖13電場誘導(dǎo)膠體二元混合物在不同溶劑中的自組裝。圖14離子皮膜設(shè)計(jì)原理圖。當(dāng)兩個(gè)電極之間施加電壓時(shí)，離子導(dǎo)電層之間的界面和電介質(zhì)層之間的界面積聚電荷。
本文編號：3008899
【文章來源】：信陽師范學(xué)院河南省
【文章頁數(shù)】：105 頁
【學(xué)位級別】：碩士
【部分圖文】：
自組裝體系的光異構(gòu)化以及其溶于四氯化碳溶劑中在365nm燈光照射下的光譜變化
信陽師范學(xué)院碩士學(xué)位論文2碳溶劑中的該化合物，在365nm燈光照射下，其溶液顏色由無色變?yōu)樗{(lán)色，溶液熒光逐漸猝滅。紫外吸收光譜顯示在大于510nm燈光照射下，一個(gè)新的吸收峰出現(xiàn)在588nm并伴隨著吸光度逐漸增加，而352nm處的吸光度逐漸降低。同時(shí)，溶液在470nm的熒光發(fā)射也逐漸降低。因此，兩個(gè)光譜的變化更加驗(yàn)證了化合物對光靈敏響應(yīng)能力（圖11）。Li課題組[22]設(shè)計(jì)了一系列利用不同長度烷基鏈連接膽固醇基團(tuán)和偶氮苯基團(tuán)的凝膠因子，再將另一端用固定烷基鏈銜接四苯乙烯基團(tuán)構(gòu)成具有聚集誘導(dǎo)發(fā)光（AIE）特性的自組裝體系。因此，該自組裝體系不僅具有AIE特性，還由于分子中偶氮苯基團(tuán)的存在，能夠在紫外燈照射下發(fā)生順反異構(gòu)，從而引起凝膠溶膠轉(zhuǎn)變。上述性質(zhì)使該體系能夠在傳感器和光電子材料中具有廣闊的應(yīng)用前景（圖12）。圖11自組裝體系的光異構(gòu)化以及其溶于四氯化碳溶劑中在365nm燈光照射下的光譜變化。圖12具有AIE特性的自組裝體系的光異構(gòu)化。
信陽師范學(xué)院碩士學(xué)位論文31.2.2電刺激響應(yīng)型自組裝體系電場是一種通過誘導(dǎo)相互作用來誘導(dǎo)膠體納米粒子組裝的通用工具，此類膠體納米粒子已被廣泛用于制造功能薄膜和納米結(jié)構(gòu)表面。電場不僅可以調(diào)節(jié)聚合物形成，還可以作為特定響應(yīng)體系的刺激[23,24]。利用電場作為外部刺激控制納米粒子的動(dòng)態(tài)自組裝仍然是一個(gè)有待探索的問題，例如，Demirrs課題組[25]介紹了一種新穎的可逆自組裝技術(shù)，利用膠體的二元混合物通過電場調(diào)節(jié)來創(chuàng)建各種復(fù)雜的組裝，如像環(huán)狀或蠟燭火焰的簇。他們利用介電柱和離子獲得簇的層次列陣，通過改變粒子的極化調(diào)節(jié)構(gòu)建模塊之間的偶極相互作用，以此控制和規(guī)劃組裝路徑，最終獲得多樣性的自組裝結(jié)構(gòu)（圖13）。Vamvakaki等人[26]在一篇綜述中闡述可以利用電場驅(qū)動(dòng)自由離子遷移導(dǎo)致溶液或材料內(nèi)離子局部濃度變化，又或者對于絕緣的自組裝體系，兩個(gè)電極之間的靜電相互作用（庫侖力）引起其變形來解釋聚合物凝膠具有電場刺激響應(yīng)能力的原因。Wu課題組[27]利用輕微溶解的無定型碳酸鈣中的Ca2+作為載體，將兩個(gè)水凝膠膜與一個(gè)介電層（聚乙烯膜）集成，構(gòu)建了一個(gè)電容式壓力傳感器。這個(gè)基于水凝膠的電子皮膜表現(xiàn)出極高的壓力敏感性，最高可達(dá)1Kpa，因此手指輕輕一碰或人體運(yùn)動(dòng)均能被檢測（圖14）。圖13電場誘導(dǎo)膠體二元混合物在不同溶劑中的自組裝。圖14離子皮膜設(shè)計(jì)原理圖。當(dāng)兩個(gè)電極之間施加電壓時(shí)，離子導(dǎo)電層之間的界面和電介質(zhì)層之間的界面積聚電荷。
本文編號：3008899
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