聚合物基化學(xué)傳感器的合成及其在重金屬離子識(shí)別中的作用.pdf

1、重金屬離子造成的污染和危害，特別是在土壤和水體中，已經(jīng)成為最嚴(yán)重和最危險(xiǎn)的問(wèn)題之一。導(dǎo)致污染和危害的主要原因是這些有毒金屬在人體和環(huán)境中的生物富集性以及不易降解性。因此，研究和發(fā)展新型的方法來(lái)檢測(cè)且同時(shí)分離重金屬離子具有十分重要的意義。在傳統(tǒng)聚合物的基礎(chǔ)上，通過(guò)功能化制備新型聚合物傳感器，大大擴(kuò)展了小分子傳感器的作用范圍。本研究主要開展了如下工作：
　　1.采用分散聚合的手段制備了功能化的PS微球。首先，合成了用于檢測(cè)Hg2+的兩

2、種功能單體，N-烯丙基-4-巰基-1,8-萘酰亞胺和N-烯丙基-4-巰基乙酸甲酯-1,8-萘酰亞胺，這兩種功能單體上分別引入了碳碳雙鍵和含硫基團(tuán)。然后利用其結(jié)構(gòu)中的雙鍵與St共聚得到功能化的PS微球。制得的PS微球傳承了功能單體檢測(cè)Hg2+的高選擇性和靈敏度。在Hg2+存在條件下，PS微球不僅表現(xiàn)出隨著Hg2+濃度增加而熒光增強(qiáng)的特點(diǎn)，同時(shí)還會(huì)顯示出明顯的顏色變化，并且，PS微球通過(guò)表面吸附Hg2+而達(dá)到有效富集分離Hg2+的目的。此外

3、，EDTA-2Na能夠絡(luò)合Hg2+而使PS微球表面上的Hg2+脫附，將脫附后的PS微球重新用于吸附Hg2+，其重復(fù)利用次數(shù)達(dá)到5次之多。利用PS微球這種重復(fù)使用的性質(zhì)，可以達(dá)到充分分離和凈化水體的目的。
　　2.設(shè)計(jì)并合成了一種對(duì)Cu2+敏感的聚合物傳感器。首先，在鈀催化體系中，分別將羥基和喹啉基團(tuán)引入到萘酰亞胺的N-和4-位上得到小分子熒光單體。然后，在制備PU的縮聚反應(yīng)中加入小分子熒光單體，使其連接到PU鏈末端，制得功能型的P

4、U泡沫。在制備過(guò)程中，二月桂酸二丁基錫和三乙醇胺作為催化劑，水作為發(fā)泡劑。熒光測(cè)試和原子吸收測(cè)試同時(shí)證明了這種PU泡沫對(duì)Cu2+的檢測(cè)吸附能力。隨著Cu2+的加入，功能PU泡沫由黃色變?yōu)榫G色，還伴隨著PU泡沫固體熒光增強(qiáng)。此外，由于聚合物泡沫的多孔結(jié)構(gòu)，使其在吸附Cu2+的過(guò)程中比表面積大大增加，從而提高PU泡沫的吸附容量。和功能實(shí)心PU膜（52.62 mg/g）相比，功能PU泡沫的吸附能力明顯增加，在相同條件下，它的吸附容量可以達(dá)到9

5、7.26 mg/g。因此，這種PU泡沫在過(guò)濾和凈化Cu2+方面有潛在的應(yīng)用價(jià)值。
　　3.制備了一種以羅丹明6G為熒光體的熒光聚合物。首先以溫和的方法合成了簡(jiǎn)單的小分子傳感器R6G-DT，這種小分子傳感器能夠同時(shí)識(shí)別出Fe2+,Fe3+,Hg2+和Hg+這四種重金屬離子，當(dāng)其中一種離子存在時(shí)，即會(huì)發(fā)出強(qiáng)烈熒光并伴隨有明顯的顏色變化。同時(shí)，將這種小分子傳感器接到PA聚合物上，值得注意的是，這種功能PA在沒(méi)有離子存在下，自身就可以在紫