爆炸物检测用荧光聚合物材料

作为荧光传感材料,荧光聚合物不仅具有传感单元多、荧光亮度高、光稳定性好等特点,而且方便制备荧光传感薄膜,易于实现器件化,在爆炸物荧光检测中得到了广泛的研究与应用。近年来,随着荧光聚合物从传统的线型结构向支化和多孔网络结构的拓展,以及各种功能单元的引入,大量的新型荧光聚合物有效地提升了爆炸物检测的灵敏度、选择性和响应速度等性能。本综述从线型聚合物、支化聚合物、多孔聚合物三类体系出发,总结和评述了用于爆炸物荧光检测的线型共轭与非共轭聚合物、树枝状分子与超支化聚合物、无定形与结晶型多孔聚合物等典型体系的分子结构设计策略、功能特点以及传感性能,并展望了荧光聚合物未来在爆炸物检测应用中所面临的机遇和挑战。     

水分散超支化共轭聚合物纳米粒子的制备及其对苦味酸的高灵敏荧光检测

采用Suzuki细乳液聚合以及后功能化反应,制备了季铵盐末端的水分散超支化共轭聚合物纳米粒子(HCPN-QA),用于高灵敏度和高选择性的检测2,4,6-三硝基苯酚(PA).带正电荷的季铵盐端基以及疏水的超支化共轭聚合物核心,使HCPN-QA对水中呈酸性的PA产生静电吸引与疏水富集的协同作用,产生高度灵敏的荧光猝灭响应,检测限达到0.18μg/L,猝灭常数达到6.36×10~7 L/mol,相比于有机相分散的超支化共轭聚合物纳米粒子HCPN-OMe,HCPN-QA检测限低了4个数量级,猝灭常数高出3个数量级.通过研究HCPN-QA粒径对PA检测灵敏度的影响,发现纳米粒子粒径对PA的检测灵敏度影响很小.并且,HCPN-QA对PA的猝灭响应显著高于TNT及其他硝基爆炸物,表现出很好的选择性以及竞争选择性.此外,HCPN-QA检测试纸对PA固体颗粒的检测表现出很高的灵敏度,检测限达到66 pg/mm~2.     

基于四联苯臂星型小分子凝胶剂的TNT薄膜荧光传感器

基于具有三苯胺中心核、咔唑外围和四联苯连接臂的星型荧光小分子三(4″″-(3, 6-二叔丁基-咔唑-9氢-9-基)-(1, 1': 4', 1″':4″', 1?:4?, 1″″-四苯基)-4-基)胺(N5), 采用溶液旋涂的方法制备了用于检测三硝基甲苯(TNT)饱和蒸汽的高效荧光传感薄膜。 不同于具有单苯连接臂的模型化合物三(4'-(3, 6-二叔丁基-咔唑-9氢-9-基)-(1, 1'-二苯基)-4-基)胺(N2), N5由于长共轭臂的存在, 容易在苯类溶剂中通过π-π相互作用组装形成凝胶。 同时, 其旋涂薄膜具有细小纳米级纤维状的组装形貌, 表面出现一定的多孔结构, 有利于气体分子的渗透。 因此, 应用于TNT蒸汽的检测, 化合物N5薄膜表现出比N2薄膜更快的荧光淬灭响应速度和更高的淬灭效率。 特别是TNT传感特性几乎不受化合物N5膜厚的影响, 当膜厚为94 nm时, 在1和30 min的淬灭程度仍然可以达到44%和90%。