羅丹明基PMOs的制備、表征及在金屬離子傳感方面的應(yīng)用.pdf

1、周期性介孔有機(jī)硅(PMOs)是一種新型的有機(jī)-無枕雜化材料，其中有機(jī)基團(tuán)通過兩個或多個SiO1.5基團(tuán)作為骨架構(gòu)筑單元均勻分布在介孔材料中。含有不同橋聯(lián)有機(jī)基團(tuán)的PMOs可以被應(yīng)用于吸附、催化、藥物傳遞、金屬離子檢測和光學(xué)等方面。由于孔壁對有機(jī)功能基團(tuán)的保護(hù)作用，橋聯(lián)發(fā)色團(tuán)可以穩(wěn)定堆積在二氧化硅基質(zhì)中，從而可以避免光漂白作用的發(fā)生。
　　本論文中，以長鏈咪唑離子液體（十六烷基三甲基溴化銨，C16mimBr)為模板劑，通過水熱法，制

2、備了一系列以羅丹明衍生物為橋聯(lián)有機(jī)基團(tuán)，具有結(jié)晶態(tài)孔壁結(jié)構(gòu)的周期性介孔有機(jī)硅材料(羅丹明基PMOs)。合成的羅丹明基PMOs在結(jié)合特定的金屬離子后，會發(fā)出強(qiáng)烈的熒光響應(yīng)，因此可以應(yīng)用在金屬離子的傳感方面。合成的材料經(jīng)過X射線衍射(XRD)、高分辨透射電鏡(HR-TEM)、掃描電子顯微鏡(SEM)、氮?dú)馕?脫附、29Si固體核磁共振(29Si MAS NMR)、X射線吸收精細(xì)結(jié)構(gòu)譜(XAFS)等結(jié)構(gòu)表征技術(shù)，紫外/可見漫反射光譜、紫外/

3、可見吸收光譜、穩(wěn)態(tài)熒光光譜、時間分辨熒光光譜，以及熒光共聚集顯微技術(shù)等光學(xué)表征技術(shù)，主要研究了以下內(nèi)容:
　　(1)以單羅丹明席夫堿橋聯(lián)的雙烷氧基硅氧烷(RS-Si2)和正硅酸四乙酯(TEOS)的混合物為有機(jī)硅前驅(qū)體，通過水熱法，制備了不同有機(jī)硅含量的單羅丹明席夫堿基團(tuán)橋聯(lián)的周期性介孔有機(jī)硅(RSPMOs)。當(dāng)RS-Si2占總有機(jī)硅源前驅(qū)體的摩爾百分?jǐn)?shù)超過1％時，由于嵌入到PMOs骨架中羅丹明基團(tuán)的苯環(huán)共軛體系之間強(qiáng)烈的π-π堆積

4、作用，連同離子液體模板劑的調(diào)節(jié)作用，最終可以形成孔壁具有分子周期性的有序介孔結(jié)構(gòu)，即結(jié)晶態(tài)孔壁結(jié)構(gòu)的周期性介孔有機(jī)硅?；陔s化材料中羅丹明基團(tuán)螺環(huán)結(jié)構(gòu)的“開-關(guān)”環(huán)機(jī)理，RSPMOs可以被用作特異性識別金屬銅離子的化學(xué)熒光傳感器。不存在銅離子的情況下，RSPMOs羅丹明基團(tuán)中的螺環(huán)結(jié)構(gòu)呈閉環(huán)狀態(tài)，幾乎沒有熒光發(fā)射;但當(dāng)材料特異性結(jié)合金屬銅離子之后，羅丹明基團(tuán)中的螺環(huán)呈打開狀態(tài)，根據(jù)熒光共振能量轉(zhuǎn)移(FRET)原理，材料會發(fā)出強(qiáng)烈的熒光作

5、用。在乙醇/水(9∶1)的混合溶液中，RSPMOs對Cu2+的檢測限可以達(dá)到6.5 ppb(1.0×10-7 M)，甚至更低。另外，通過加入EDTA對懸浮液進(jìn)行簡單處理之后，RSPMOs作為金屬離子傳感器則顯示一定的循環(huán)可再生能力。
　　(2)以戊烷基連接的雙羅丹明基四烷氧基硅烷(PRh-Si4)和TEOS為有機(jī)硅源前驅(qū)體，制備了一種新型的特異性檢測銅離子的納米比率熒光化學(xué)傳感器(PRhPMOs)。與普通的熒光化學(xué)傳感器相比，在與