有機磷敏感材料的制備及氣敏特性研究.pdf

1、有機磷化合物因其能對生物體內(nèi)的乙酰膽堿酯酶具有抑制作用，因而被廣泛地應(yīng)用于農(nóng)業(yè)的殺蟲劑、殺菌劑和除草劑以及軍事領(lǐng)域的有機磷神經(jīng)毒氣。因此，有機磷化合物的識別與檢測技術(shù)已成為各國科學(xué)研究領(lǐng)域的重點。傳感器以其靈敏度高、體積小巧便于攜帶、能耗低等優(yōu)點，已成為有機磷化合物實時在線檢測儀器的發(fā)展趨勢。敏感材料作為傳感器的核心，直接決定著傳感器的敏感性、選擇性等一些重要性能。因此，本文在研究國內(nèi)有機磷敏感材料的基礎(chǔ)上，以線性聚合物敏感材料，導(dǎo)電聚

2、合物敏感材料以及小分子有機敏感材料為出發(fā)點，合成了一系列新型的有機磷敏感材料，對材料進(jìn)行了結(jié)構(gòu)表征，并將敏感材料分別應(yīng)用于傳感器，對其有機磷敏感性能進(jìn)行了研究。本文研究的主要內(nèi)容如下：
　　1.以苯酚及其衍生物、六氟丙酮以及聚甲基氫硅氧烷為原料，經(jīng)過克萊森反應(yīng)、有機硅氫化、芳香烴親電加成反應(yīng)，合成了一系列以氟化的苯酚及其衍生物為敏感官能團的線性硅氧烷聚合物，包括含酚硅氧烷聚合物，三氟甲基取代酚硅氧烷聚合物，二（三氟甲基）取代苯酚硅

3、氧烷聚合物，六氟異丙醇取代酚硅氧烷聚合物以及三氟異丙醇取代酚硅氧烷聚合物。分別對其進(jìn)行了結(jié)構(gòu)表征，并將此類硅氧烷聚合物分別應(yīng)用于石英晶微天平QCM傳感器，對其有機磷敏感性能進(jìn)行研究。結(jié)果表明，此類線性硅氧烷聚合物，在10 ppm~50 ppm濃度范圍內(nèi)，對有機磷化合物DMMP均具有較高的線性相關(guān)性，頻率響應(yīng)速度快，靈敏度高，其中二（三氟甲基）取代苯酚硅氧烷聚合物對有機磷化合物DMMP的靈敏度可達(dá)27.01 Hz/ ppm，檢測限為0.1

4、1 ppm。同時此類線性硅氧烷聚合物對有機磷化合物DMMP均表現(xiàn)出優(yōu)良的選擇性能。
　　2.以噻吩及其衍生物為原料，經(jīng)過化學(xué)氧化聚合物反應(yīng)，得到了2種以噻吩聚合物為主鏈材料，以羥基為敏感官能團的導(dǎo)電聚合物材料，3,4-二羥乙基噻吩聚合物和二羥基取代噻吩聚合物。分別對其進(jìn)行了結(jié)構(gòu)表征，并將此類噻吩類聚合物材料分別應(yīng)用于QCM傳感器，對其有機磷敏感性能進(jìn)行研究。結(jié)果表明，此類噻吩聚合物在10 ppm~50 ppm濃度范圍內(nèi)，對有機磷化

5、合物DMMP均具有較高的線性相關(guān)性，頻率響應(yīng)速度快，但是靈敏度均較低。其中，3,4-二羥乙基噻吩聚合物對有機磷的靈敏度為1.33 Hz/ ppm，檢測限為2.25 ppm，而二羥基取代噻吩聚合物的靈敏度為2.73 Hz/ ppm，檢測限為1.09 ppm。同時，利用叉指電極對噻吩類聚合物材料進(jìn)行了電導(dǎo)敏感性測試。此外，以苯胺及其衍生物為原料，利用電化學(xué)循環(huán)伏安合成法，制得了一類以羥基為敏感官能團的苯胺類聚合物材料，苯胺聚合物，鄰氨基苯酚

6、聚合物以及鄰氨基苯酚-苯胺共聚合物。對材料進(jìn)行了循環(huán)伏安曲線的電化學(xué)表征，并將此類苯胺聚合物材料分別應(yīng)用于QCM傳感器，對其進(jìn)行了有機磷敏感性能測試與研究。
　　3.以芳香族化合物苯、萘及其衍生物以及六氟丙酮等為原料，經(jīng)過有機硅氫化、芳香烴親電加成反應(yīng)，合成了一類以六氟異丙醇為敏感官能團的小分子有機硅材料，六氟異丙醇取代苯萘硅烷，六氟異丙醇取代四苯基硅烷，六氟異丙醇取代六苯基環(huán)三硅氧烷以及六氟異丙醇取代八苯基環(huán)四硅氧烷。分別對其進(jìn)

7、行了結(jié)構(gòu)表征，并將此類小分子有機硅材料分別應(yīng)用于QCM傳感器，對其有機磷敏感性能進(jìn)行研究。結(jié)果表明，此類小分子有機硅材料在10 ppm~50 ppm濃度范圍內(nèi)，對DMMP均表現(xiàn)出較高的線性相關(guān)性，其頻率響應(yīng)速度快，靈敏度高。其中，六氟異丙醇取代八苯基環(huán)四硅氧烷對有機磷的靈敏度高達(dá)19.68Hz/ ppm，檢測限為0.15 ppm。同時，此類小分子有機硅敏感材料對有機磷化合物DMMP均能表現(xiàn)出較為優(yōu)良的選擇性能。是一類具有較大應(yīng)用前景的新