基于荧光性能的超分子化合物的制备及其传感性能研究

来源 :中国石油大学(华东) | 被引量 : 0次 | 上传用户:bang67640
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超分子化合物是指单体结构组元之间由非共价键这种分子间弱相互作用组装而成的分子聚集体。超分子体系的作用力主要包括氢键、静电作用和π-π相互作用等。分子识别是超分子化合物的重要应用之一,在众多的识别方法中,荧光识别由于其高效、灵敏、快捷等优点而被广泛应用。本论文分别以金刚烷的衍生物、四(4-氨基苯基)乙烯(TAPE)和1,2,3,4,5,6-环己烷六羧酸为前驱体,合成了七种超分子化合物。在对它们进行详细结构表征的基础上,在室温下对其荧光识别性能进行了研究。主要内容如下:(一)以金刚烷衍生物为前驱体,利用溶剂扩散法合成了超分子化合物1、2和3,并对其进行了详细的结构表征。单晶X-射线衍射分析表明三种超分子化合物均通过氢键等弱相互作用形成三维的晶体结构。通过溶剂交换,超分子化合物2和3的构型能够发生相互转变。三种超分子化合物的荧光识别性能的研究结果表明,2-硝基-1,4-苯二胺、4-硝基邻苯二胺和2-硝基-1,4-苯二胺分别对超分子化合物1、2和3具有良好的荧光淬灭效果,淬灭效率分别为72%、93%和85%。Stern-Volmer方程拟合计算淬灭常数分别为KSV1=5.26×10~3 M-1、KSV2=2.92×10~4 M-1和KSV3=1.39×10~4 M-1。(二)以四氨基苯基乙烯为前驱体,利用溶剂挥发法合成了超分子化合物4、5和6,并对其进行了详细的结构表征。单晶X-射线衍射分析结果表明三种超分子化合物通过氢键和π-π相互作用形成三维的晶体结构,其不对称结构单元中分别含有1、4和3个晶体学独立的TAPE分子。荧光识别性能研究表明,除1,3-二硝基苯、3-硝基甲苯和4-硝基苯酚对超分子化合物4表现荧光增强的效果,其它的硝基化合物对三种超分子化合物都具有不同程度的荧光猝灭,其中2-硝基苯胺表现最强的荧光淬灭效果,对超分子化合物4、5和6的荧光淬灭效率分为83.3%、79.3%和85.6%。Stern-Volmer方程拟合计算淬灭常数分别为KSV4=8.4×10~3 M-1、KSV5=1.18×10~4 M-1和KSV6=7.84×10~3 M-1。(三)以1,2,3,4,5,6-环己烷六羧酸为配体,利用水热法合成了超分子化合物7。PXRD研究表明,超分子化合物7具有良好的水稳定性。荧光识别研究表明,各种硝基化合物和金属离子对超分子化合物7都具有不同程度的荧光淬灭。硝基化合物中,4-硝基苯酚对超分子化合物7具有最好的荧光淬灭效果,淬灭效率为76.7%,Stern-Volmer方程拟合计算其淬灭常数为KSV7=6.34×10~3 M-1。金属离子中,Fe3+对超分子化合物7具有最好的荧光淬灭效果,淬灭效率为66.0%,拟合计算的KSV8=1.05×10~3 M-1。
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