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简述纺丝用于氟离子检测荧光传感器制备与表征

收藏本文 2024-02-26 点赞:27239 浏览:121442 作者:网友投稿原创标记本站原创

摘要:氟是地壳中重要的非金属元素之一,广泛地有着自然水、土壤、动植物中。由于氟离子是骨骼和牙齿不可缺少的成分,可以预防龋齿和骨质疏松,同时氟离子也会导致氟骨症等疾病,所以氟离子的检测在近几十年来受到极大的关注。化学荧光传感器和荧光探针以其优异的化学和生物作用性能而备受重视。然而,直到现在,仅有少数的比率计量的氟离子荧光探针被报道,而且还有着着诸如灵敏度低,便捷性差,水溶性不好等缺点。本论文结合ATRP和静电纺丝技术制备性能优异的氟离子检测荧光膜传感器。本论文首先以4-氯-7-硝基-2,1,3-苯并噁唑(NBD-Cl)为原料,合成了荧光单体4-(2-丙烯酰胺乙基酯)-7-硝基-2,1,3-苯并噁唑(NBDAE),然后以2-溴异丁酸乙酯(t-EBiB)为引发剂,CuBr/bpy (2,2’-联吡啶)为催化剂,采取原子转移自由基聚合(ATRP),分别与丙烯酸低聚乙二醇酯(OEGMA)和N-异丙基丙烯酰胺(NIPAM)单体共聚,得到水溶性无规共聚物P(OEGMA-co-NBDAE)和P(NIPAM-co-NBDAE)。然后以聚乙烯醇(PVA)为载体,通过静电纺丝技术制备具有荧光性能的、可用于微量F离子含量检测的纳米纤维膜。对产物进行1H NMR, GPC, UV-Vis, SEM及FL等相关表征。结果表明:成功制备了两种结构规整的荧光水溶性共聚物及相应的与PVA共纺的电纺纤维膜,并探讨了氟离子对该两种电纺纤维膜的荧光淬灭现象。随F离子浓度的增加,荧光强度则不断降低,对低浓度的F离子具有很高的灵敏度,当荧光膜上滴加氟离子浓度增至100μL/cm2时,荧光纤维膜的荧光强度仅为初始(未加氟离子)强度的0.2倍左右,具有显著的荧光淬灭现象。这种选择性离子荧光淬灭现象为制备荧光传感器提供了依据。关键词:荧光传感器论文原子转移自由基聚合论文静电纺丝论文氟离子检测论文

    摘要6-7

    ABSTRACT7-15

    第一章 绪论15-25

    1.1 引言15-16

    1.2 氟离子的检测策略16-17

    1.2.1 氟离子选择电极法16

    1.2.2 离子色谱法16

    1.2.3 比色法16

    1.2.4 荧光传感器法16-17

    1.3 原子转移自由基聚合(ATRP)17-18

    1.3.1 ATRP 聚合机理17-18

    1.3.2 ATRP 的聚合系统18

    1.4 静电纺丝介绍18-24

    1.4.1 静电纺丝原理18-19

    1.4.2 静电纺丝的喷头装置19-20

    1.4.3 静电纺丝的接收装置20-21

    1.4.4 静电纺丝的影响因素21-23

    1.4.5 静电纺丝的运用23-24

    1.5 本论文探讨的内容和作用24-25

    第二章 水溶性荧光共聚物制备及表征25-38

    2.1 实验原料与仪器25-27

    2.1.1 实验主要仪器25-26

    2.1.2 实验主要原料与试剂26-27

    2.2 实验步骤27-29

    2.2.1 荧光单体 NBDAE 的合成27

    2.2.2 实验原理图27-28

    2.2.3 荧光性聚合物 P (NIPAM-co-NBDAE)的制备28-29

    2.2.4 荧光性聚合物 P (OEGMA-co-NBDAE) 的制备29

    2.3 测试及表征策略29-31

    2.3.1 凝胶渗透色谱(GPC)29

    2.3.2 核磁共振波谱(1HNMR)29-30

    2.3.3 紫外吸收光谱(UV-Vis)30

    2.3.4 傅里叶变换-红外光谱(FT-IR)30

    2.3.5 荧光光谱浅析(FL)30-31

    2.4 结果与讨论31-37

    2.4.1 GPC 谱图浅析31-33

    2.4.2 1HNMR 谱图浅析33-34

    2.4.3 UV-Vis 谱图浅析34-35

    2.4.5 荧光共聚物的荧光性能浅析35-37

    2.5 本章小结37-38

    第三章 基于纳米纤维毡的荧光探针的制备及表征38-52

    3.1 实验原料与仪器38-39

    3.1.1 实验主要仪器38-39

    3.1.2 实验主要原料与试剂39

    3.2 实验步骤39-40

    3.2.1 PVA 溶液的配制39

    3.2.2 电纺溶液的制备39-40

    3.2.3 电纺历程40

    3.3 测试及表征策略40-41

    3.3.1热重浅析(TG)40

    3.3.2 傅里叶变换-红外光谱(FT-IR)40-41

    3.3.3 扫描电子显微镜(SEM)41

    3.3.4 荧光光谱浅析(FL)41

    3.4 结果与讨论41-51

    3.4.1 TG 谱图浅析41-42

    3.4.2 FT-IR 谱图浅析42-44

    3.4.3 SEM 图浅析44-46

    3.4.4 电纺膜的谱图浅析46-49

    3.4.5 氟离子对 PVA+P(NIPAM-co-NBDAE)与 PVA+P(OEGMA-co-NBDAE)共纺荧光纤维膜的荧光淬灭性能比较49-50

    3.4.6 紫外灯下的纳米纤维膜的实物照片浅析50-51

    3.5 本章小结51-52

    第四章 结论52-53

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