苯乙烯三嗪衍生物的合成及在重金属离子识别中的应用

合成了2,4-二(2-噻吩乙烯基)-6-(4′-N,N-二甲氨基苯乙烯基)-1,3,5-均三嗪(2)并鉴定了其结构。在乙腈-水混合介质中,化合物2在355和416 nm处呈现双吸收峰,加入Cu2+,Hg2+和Fe3+后,均在520 nm附近形成新的吸收峰。化合物2与Cu2+、Hg2+和Fe3+均形成1∶1型配合物,其结合常数分别为1.9×105L·mol-1,6.6×103L·mol-1,2.7×103L·mol-1。对照化合物4与金属离子的光谱响应与化合物2相似,仅吸收峰的位置不同。因此,可认为化合物2和4中三嗪环中的N和噻吩环中的S与Cu2+、Hg2+和Fe3+共同配位形成了稳定的金属配合物。     

对二甲氨基苯甲酰腙衍生物与金属离子间的相互作用

合成了对二甲氨基苯甲酰缩噻吩(1)、呋喃(2)、苯(3)等腙类衍生物,并通过氢谱、碳谱和质谱进行表征,采用吸收光谱法研究了其与金属离子间的相互作用。结果表明,含噻吩基团的腙衍生物1与Hg2+结合,形成1∶1稳定的配合物,结合常数为9.7×104L·mol-1,噻吩衍生物1对Hg2+响应的线性范围为1.0~18μmol/L,检出限为0.28μmol/L,且Cu2+,Fe3+和Ni2+等共存金属离子不干扰测定。对照化合物中的呋喃衍生物2可1∶1结合Hg2+,Zn2+和Cd2+,其与Hg2+和Zn2+的结合常数分别为6.5×104L·mol-1和5.0×105L·mol-1;而苯衍生物3对测试的金属离子均未显示光谱变化。由此可见,化合物1对Hg2+的高选择性结合作用源于结合基团中不同配位原子的组合,其所含的S和O均参与了与Hg2+的配位作用。     

2'-硼酸基苯甲醛-7-(8-羟基-5-磺酸基)喹啉腙衍生物的合成及对Pb2+的识别

合成了2', 3'和4'-硼酸基苯甲醛-7-(8-羟基-5-磺酸基)喹啉腙衍生物(化合物1~3), 研究了硼酸基团取代位置对主体分子识别金属离子客体性能的影响, 比较了不同主体分子与Pb2+结合能力的差异. 研究结果表明, 在pH=7.0的KH2PO4-NaOH缓冲溶液中, 3种腙衍生物对Pb2+均具有选择性识别作用, 主客体分子间形成1∶1型的发光配合物. 其中邻位取代的化合物1与Pb2+的结合能力比化合物2和3强, 配合物1-Pb2+的最大发射波长为477 nm, 稳定常数为1.1×103 L/mol. 其它金属离子如Cu2+, Mn2+, Mg2+, Fe2+, Ca2+, Co2+, Ni2+, Hg2+, Cd2+和Ag+ 等对主体分子荧光光谱的影响较小. 同时, 荧光强度的变化值与Pb2+浓度在0.36~10 μmol/L范围内呈现良好的线性关系, 相关系数R=0.9976(n=16), 检出限为0.23 μmol/L. 将此方法用于环境水样中Pb2+的测定, 回收率为92%~108%.     

N-芳基香豆素甲基酮缩氨基硫脲对Cu2+的选择性比色识别

设计合成了2种新型N-芳基香豆素甲基酮缩氨基硫脲受体分子S1和S2, 利用紫外-可见(UV-Vis)吸收光谱考察了其对Fe3+, Hg2+, Ag+, Ca2+, Cu2+, Zn2+, Pb2+, Cd2+, Ni2+, Cr3+和Mg2+等阳离子的识别作用. 结果表明, 当加入Cu2+时, 溶液颜色立刻由无色变为黄色, 而加入其它阳离子则无变化, 从而实现了对Cu2+的裸眼检测, 具有专一选择性比色识别效果. 通过计算可知, 受体分子S2对Cu2+的络合常数大于S1, 且主客体间形成1: 1的配合物. 受体分子S2对Cu2+的检出限为2.0×10-7 mol/L, 稳定常数Ks=1.02×105 L/mol. 另外, 在EDTA存在时, 配合物可以释放出Cu2+, 与EDTA结合, 表现出对Cu2+的"off-on"模式.     

Synthesis of 2′-Borono-benzaldehyde-7- (8-hydroxy-5-sulfoacid)Qninoline Hydrazone and Recognition of Pb2 +

合成了2 ′,3′和4′-硼酸基苯甲醛-7-(8-羟基-5-磺酸基)喹啉腙衍生物(化合物1～3),研究了硼酸基团取代位置对主体分子识别金属离子客体性能的影响,比较了不同主体分子与Pb2+结合能力的差异.研究结果表明,在pH=7.0的KH2 PO4 -NaOH缓冲溶液中,3种腙衍生物对Pb2+均具有选择性识别作用,主客体分子间形成1∶1型的发光配合物.其中邻位取代的化合物1与Pb2+的结合能力比化合物2和3强,配合物1-P2+的最大发射波长为477 nm,稳定常数为1.1 ×103 L/mol.其它金属离子如Cu2+,Mn2+,Mg2+,Fe2+,Ca2+,C02+,Ni2+,Hg2+,Cd2+和Ag+等对主体分子荧光光谱的影响较小.同时,荧光强度的变化值与p2+浓度在0.36～ 10 μmol/L范围内呈现良好的线性关系,相关系数R=0.9976(n=16),检出限为0.23 μmol/L.将此方法用于环境水样中Pb2+的测定,回收率为92％～108％.     

水溶液中对Cr~(3+)高选择性荧光化学传感器的研究

设计了一种新型的Cr3+荧光化学传感器.通过荧光光谱滴定实验研究了其对Li+,Na+,K+,Zn2+,Co2+,Ni 2+,Cu2+,Fe2+,Mn2+,Al 3+,Fe3+和Cr3+等不同金属离子的选择性识别能力,结果表明,该传感器在生理pH=7.4的HEPES中对Cr3+表现出较高的选择性,并与Cr3+形成1∶1配合物,主客体相互作用荧光猝灭的络合常数为(7.80±0.34)×103.     

[M(phen)3][Ni(mnt)2](M2+=Ni2+，Fe2+；phen=1，10-菲咯啉，mnt2-=马来二腈二硫烯)离子对配合物的合成、晶体结构、电子光谱和磁性质

本文制备了2种新的离子对配合物[M(phen)3][Ni(mnt)2](phen=1,10-菲咯啉,mnt2-=马来二腈二硫烯;M2+=Ni2+,1;Fe2+,2),并进行了结构表征。2种离子对配合物晶体的空间群都为P21/n,具有类似的晶胞参数和堆积结构。紫外可见-近红外光谱显示在近红外区域没有出现明显的吸收峰。在2到400 K的温度范围内,化合物1表现居里-外斯型的顺磁性行为,并在磁性[Ni(phen)3]2+离子之间存在弱的反铁磁作用,而且在八面体配位环境下Ni2+离子自旋基态S=1。化合物2在40 K向上显示抗磁性,意味[Fe(phen)3]2+离子处于低自旋态。低于40 K时,弱居里尾巴可能是由于小部分顺磁性[Ni(mnt)2]-杂质导致的。     

亚甲基蓝及NH4+,Na+,K+与SiO2的表面配位常数测定

采用动电位、等温吸附方法研究了不同pH条件下SiO2的表面电性和对有机染料-亚甲基蓝的吸附行为,运用WinSGW软件计算得出亚甲基蓝在SiO2颗粒表面配位常数.研究发现亚甲基蓝通过静电和氢键作用吸附,相应的化学反应模型和表面配位常数分别为≡Si2O-+MB+≡Si2OMB(lg K=4.48)和≡SiOH+MB+≡SiOHMB+(lg K=2.30).在此基础上研究了一价阳离子NH+4,Na+,K+对亚甲基蓝在SiO2表面吸附的影响,根据WinSGW软件模拟得到的NH+4,Na+,K+与SiO2表面的配位常数分别为:≡Si2O-+M+≡Si2OM[lg K=3.76,2.73,2.58(M+=NH+4,Na+,K+).在铵根离子浓度高时,还会在表面上发生≡SiOH+NH3+MB+≡SiOHNH3MB+(lg K=6.69)化学反应而生成包含有三种组分的≡SiOHNH3MB+表面三元配合物.研究结果可为了解有机染料和氨氮在被污染土壤和水体中的分布提供一定的理论依据.     

罗丹明B衍生物的合成及其对Cu2+,Hg2+的识别研究

以罗丹明B-酰肼和2-羟基-3-喹啉醛缩合反应得到新型罗丹明B衍生物L,其结构经1H NMR,MS及元素分析表征.通过紫外光谱法和荧光光谱法研究了目标物L在CH3CN-H2O溶液中与金属离子的识别特性.结果表明:目标物L作为探针可选择性比色识别Cu2+和荧光识别Hg2+.随着Cu2+或Hg2+的滴加,探针L的内酰胺环结构发生开环,并形成L-Cu2+1∶1配合物或L-Hg2+1∶2配合物,识别过程均是可逆的.     

ZrO2∶Er3+,Yb3+纳米晶的制备及Er3+离子能级在晶体场中的分裂

采用1,3-丁二醇低热结晶法制备了ZrO2∶Er3+,Yb3+纳米晶.常温下,用980nm的红外激光激发可以观察到很强的ZrO2∶Er3+,Yb3+纳米晶红光发射,用荧光光谱仪记录了该上转换光谱.X射线粉末衍射(XRD)结果表明,ZrO2∶Er3+,Yb3+纳米晶属于立方晶系.研究了纳米晶的上转换发光机理,根据晶体场理论对Er3+的2个上转换能级进行了Stark分裂计算,对2个能级之间的谱线进行了归属,进一步证实了980nm激发Er3+离子的上转换经历两个过程:一是连续吸收2个980nm光子的过程,二是吸收980nm光子,电子转移到亚稳态能级后,再吸收980nm光子的过程     

基于羟苯基苯并咪唑的Zn2+比率荧光探针

通过羰基将两分子2-(4-氨基-2-羟苯基)苯并咪唑(4-AHBI)连接,合成了结构高度对称的新化合物N,N′-二-[3-羟基-4-(2-苯并咪唑)苯基]脲(C27H20N6O3,1),测试了不同溶剂条件下1的紫外吸收和荧光发射光谱,研究了1对Zn2+的选择性识别作用。结果表明,随着溶剂极性的增大,1的紫外吸收峰发生蓝移,激发态分子内质子转移(ESIPT)荧光发射峰明显增强。与4-AHBI相比,1在乙腈溶液中的紫外吸收强度增强约3.5倍,最大吸收峰红移8 nm,荧光发射增强8倍多。1在乙腈溶液中的Zn2+荧光响应行为表明1与Zn2+的结合将导致1在445 nm处的荧光强度不断降低,而在395 nm处出现的新峰的荧光强度不断增强,具有比率荧光探针的特点,而且检测范围较宽,可达1×10-6-1×10-2 mol.L-1。     

罗丹明类荧光探针的合成及对铜离子的检测

合成了罗丹明类Cu2+荧光增强型分子探针3',6'-双(二乙氨基)-2-(N-乙叉基氨基)螺[异吲哚-1,9'-占吨]-3-酮（RA）,并研究了它的光谱性能及对铜离子的识别作用.在乙腈/水（体积比1/1）的介质中,当加入Cu2+后探针RA显玫瑰红色,最大吸收波长为548 nm,最大发射波长为571 nm,且荧光强度显著增强,但是,其它常见离子如Na+, K+, Mg2+, Ca2+, Mn2+, Cd2+, Cr3+, Co2+, Ni2+, Ag+, Pb2+, Zn2+, Fe3+, Hg2+不引起或引起很小的紫外/可见或荧光光谱变化.RA的选择性荧光增强主要是由于Cu2+诱导分子中的酰胺闭环结构发生开环,导致分子结构的共轭程度增大.在6.5×10-8～2.9×10-6 mol?L-1范围内RA可以有效检测Cu2+,检测限为5.0×10-8 mol?L-1.RA对Cu2+的识别不可逆,而且探针RA对pH值不敏感,可以在比较宽的范围内（pH=4.1～10.5）高灵敏、高选择性检测Cu2+.     

新型吡啶-杯[4]芳烃荧光探针的合成及其对Fe3+的检测性能

合成了一种新型的高选择性检测Fe3+的上沿功能化吡啶-杯[4]芳烃荧光探针,其结构经1H NMR, 13C NMR和HR-MS表征。离子检测实验结果表明,该吡啶-杯[4]芳烃探针的最大吸收峰出现在295 nm处,并在371 nm处显示出一个强的荧光发射带。与其他金属离子相比,新型探针对Fe3+表现出高选择性和强抗干扰能力的荧光淬灭响应。通过荧光滴定法和Job曲线图研究了探针与Fe3+的结合性。结果表明,探针与Fe3+形成2:1的配合物,缔合常数为3.26×107 M-1,检出限为7.9×10-7 M。     

分光光度法连续测定发样中铜和铁

建立了一种在表面活性剂OP存在下,用2－（5－溴－2－吡啶偶氮）－5二乙氨基酚（5－Br-PADAP)作显色剂分光光度法同时测定铜和铁含量的新方法,用该法测定铜和铁,显色络合物最大吸收波长均为558nm,PH3．5时,测得Cu-5-Br-PADAP的为9．1＊1010^4ug/10mL,铁线性范围为0－5．0ug/10mL,此法应用于人发样品分析,方法简便,快速结果,准确,满意。     

含大环[Ni([15]aneN5]2+氰基桥联四核簇合物的合成、结构和磁性质

用1,4,7,10,13-五氮十五烷(cpad)作为端基配体,合成了2个同构化合物[{Ni(cpad)}₃M(CN)₆]₂[M(CN)₆](ClO₄)₃·6H₂O (M=Cr³⁺,1;Fe³⁺,2),其中[M(CN)₆]^3-通过氰基桥联配位,4个[Ni(cpad)]²⁺阳离子形成四核簇[{Ni(cpad)}₃M(CN)₆]³⁺,游离的[M(CN)₆]^3-和ClO₄^-为平衡阴离子。晶体参数如下：1,三方晶系,P3c1空间群,a=1.5144 1(18) nm,c=3.080 7(6) nm,V=6.118 9(15) nm³,Z=2;2,三方晶系,P3c1空间群,a=1.4976 2(17) nm,c=3.087 8(5) nm,V=5.997 6(14) nm³,Z=2。变温磁化率显示在四核簇内氰基桥联的金属离子之间存在铁磁相互作用。     

芳香寡聚磺酸酯桥联大环化合物的合成及其对Sn2+和Bi3+的识别作用

以4,6-二烷氧基-1,3-苯二磺酰氯和芳香二酚为原料,三乙胺作缚酸剂,二氯甲烷作溶剂,采取一步成环法合成了3种磺酸酯桥联大环化合物。合成产物的结构用IR、¹H NMR、¹³C NMR和MALDI-TOF等技术手段进行了确认。利用紫外光谱分析的方法研究了4,6,16,18-四正戊氧基-11,23-二甲基-1,3,13,15-四磺酸酯间苯芳香大环(5)对Ca²⁺、Pb²⁺及部分过渡金属等20种金属离子的识别。结果发现,其对Sn²⁺显示出一定的选择性,由于Sn²⁺和Bi³⁺协同作用的影响,在化合物5-Sn²⁺的体系中加入Bi³⁺,紫外吸收光谱在325 nm左右的吸收增强了许多,这说明化合物5对Bi³⁺显示出优于Sn²⁺的较好选择性。     

Yb3+/Tm3+掺杂的NaY(WO4)2纳米晶的制备及发光特性

以聚乙二醇为配位剂,用水热法制备出纳米级上转换发光粉Yb3+和Tm3+共掺杂的NaY(WO4)2。研究了不同cYb/cTm对上转换发光强度的影响,实验表明当cYb/cTm=5∶1时,上转换发光强度最强。用XRD,SEM确定了Yb3+和Tm3+共掺杂的NaY(WO4)2是四方晶系,其粒径在25~35 nm范围,且分散均匀。用980 nm半导体激光器(LD)对其进行激发,在室温下观察到了365 nm附近紫外发射峰、456 nm,476 nm附近的蓝光发射峰和648 nm附近的红光发射峰,分别对应于Tm3+离子的1D2→3H6,1D2→3F4,1G4→3H6和1G4→3F4的跃迁。根据泵浦功率与发光强度的关系得出紫外发射峰、蓝光和红光发射均为双光子过程。     

Yb3+共掺杂对Zn2GeO4∶Mn2+绿色长余辉发光性能增强研究

利用高温固相法合成了Zn2GeO4∶Mn2+以及Zn2GeO4∶Mn2+,Yb3+绿色发射长余辉发光材料,对样品进行了X射线衍射分析、荧光光谱分析、色坐标、热释发光以及发光寿命测量。分析结果表明,在1 050℃下烧结3 h的Zn2GeO4为单相产物,所得Zn2GeO4∶Mn2+发光材料具有良好的发光性能,在紫外灯激发下发出最强发射位于528 nm的宽带发射并具有优良的长余辉发光特性,其色坐标值分别为x=0.145,y=0.773。Yb3+共掺杂对其长余辉发光性能提高明显。余辉发光在暗场环境下肉眼可观察的持续时间超过2 h。通过热释光谱对陷阱进行了分析。对Yb3+共掺杂的长余辉发光增强机理进行了讨论。     

SiO44-对Li3Sc2(PO4)3快离子导体的阴离子替代效果研究

Li3Sc2(PO4)3因具有有利的离子传导通道、低的电子电导率和高的稳定性而成为全固态锂离子电池用固体电解质最具竞争力的材料之一,然而这一化合物只有在245℃以上的γ相才具有快离子传导特性。人们主要采用Zr4+、Ti4+等阳离子部分取代其中的Sc3+以改善材料的室温电导率,有关该化合物PO43-阴离子替代的报道还很少。本研究试图利用机械研磨技术,通过向Li3Sc2(PO4)3原料混合物中加入适量SiO2,以期能够实现对该化合物的部分阴离子替代。研究结果表明:所制备的Li3+xSc2(PO4)3-x(SiO4)x(x=0~0.6)系列化合物在x=0.15时电导率达到最大值,σ298=9.55×10-4 S.m-1,离子传导激活能达到最小值45.06 kJ.mol-1。29Si MAS-NMR测试结果证实所加入的SiO2主要以[SiO4]四面体形式存在替代Li3Sc2(PO4)3中部分[PO4]四面体。     

两种磺酰胺类化合物的合成及其对Fe3+的氧化-还原荧光“开-关”性质

合成了两种磺酰胺类化合物, 并研究了其荧光性能. 通过它们对金属阳离子的选择性识别实验, 发现其在乙醇水溶液中均对Fe3+有专一性的识别作用, 并在NH2OH·HCl和H2O2的存在下, 两种化合物对Fe3+都具有氧化-还原荧光“开-关”作用.