高选择性快速检测Cu~(2+)的水杨酰腙型探针的合成及在逻辑门和吸附中的应用

以4-溴代三苯胺、5-甲醛基呋喃-2-硼酸和水杨酰肼为原料,设计合成了一种新型的可快速识别Cu~(2+)的席夫碱类荧光探针分子(HJW-2),并通过~1H NMR,~(13)C NMR和HR-MS对其结构进行了表征.基于分子内电荷转移机理(ICT),HJW-2展现出优异的溶剂效应,对Cu~(2+)具有快速识别、高选择性和专一性,检测限低至9.8×10~(-8) mol·L~(-1),响应时间仅需10 s,通过~1H NMR滴定实验和HRMS以及密度泛函理论计算,对其可能的响应机理进行了探究.HJW-2已成功用于分析不同水样中的Cu~(2+)浓度,并且利用HJW-2在乙二胺四乙酸(EDTA)存在时的可逆性,以Cu~(2+)和EDTA为化学输入,构建了分子逻辑门.在实际应用中,通过聚丙烯酰胺(PAM)掺杂HJW-2 (PAM-HJW-2)能实现对Cu~(2+)的高效吸附,去除率达到99.94%,并通过扫描电子显微镜(SEM)和X光微区分析(EDS)对PAM-HJW-2吸附前后的微观形貌和元素变化进行了对比.