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卟啉是一类由四个吡咯环的α-碳原子通过次甲基连接起来的大分子杂环化合物。卟啉环是一个高度共轭的体系，中位碳和吡咯环可接多种取代基，形成不同的卟啉衍生物。卟啉还能够与多种的金属离子进行配位，形成不同的金属卟啉。卟啉和金属卟啉与气体分子发生络合反应从而发生特征峰的形状及位置的改变，该变化可以利用荧光、紫外、红外、拉曼等光谱技术检测。因此卟啉和金属卟啉成为备受关注的气体敏感材料。本文利用卟啉和金属卟啉作为气敏材料，以胶体晶体微球作为载体，构建了三维气体传感阵列用于检测有机挥发性物质(VOC)。具体研究内容如下:
(1)采用一步法制备了5，10，15，20-四苯基卟啉(TPP)化合物，并以此为原料，合成了ZnTPP、CuTPP、CoTPP、MgTPP、MnTPP、PtTPP六种金属卟啉。制备了5，10，15，20-四对苯甲基卟啉(TTP)化合物，并以此为原料，合成了ZnTTP、CuTTP和SnTTP三种金属卟啉。
(2)合成了5，10，15，20-四对氨基苯基卟啉和5，10，15，20-四对羧基苯基卟啉，用紫外可见光谱和质谱对它们进行了表征。合成了5-(4-氨基-苯基)-10，15，20-三苯基卟啉，并以此为原料，合成了p-NH2ZnTPP、p-NH2CuTPP、p-NH2CoTPP和p-NH2MnTPP四种金属卟啉，合成了5-(3-氨基-苯基)-10，15，20-三苯基卟啉。
(3)选取了六种卟啉类化合物ZnTTP，TTP，SnTTP，m-NH2TPP，PtTPP，p-NH2TPP分别负载在六种不同反射峰的胶体晶体微球上组成气体传感阵列，根据卟啉微球的荧光通过气体前后的变化，检测了甲醇、乙醇、异丙醇、三氯甲烷、丙酮、正己烷、乙酸、甲醛、甲苯和甲酰胺十种有机挥发性物质。对比了胶体晶体微球负载卟啉前后光学和表面特性的变化，并对卟啉胶体晶体微球的检测有机挥发性物质的灵敏性和可逆性进行了研究。