含噻吩丙二腈结构的共轭材料对硝基芳烃化合物的识别性能研究
发布时间：2021-09-05 23:46
爆炸物的检测问题一直是科学家研究的焦点,对这个问题的关注不仅是因为国际社会仍存在恐怖袭击活动,也因为爆炸物会对环境造成污染、对人类的生命财产安全构成潜在威胁。在种类繁多的爆炸物中,硝基芳烃化合物（NACs）被运用的范围广泛,不仅会被用于恐怖活动、爆破工程和国防军事行动中,还会被用于日常染料业、制药业及化学实验室中,残留于环境中的NACs势必会对人体造成直接或间接的伤害,因此痕量NACs的快速识别一直广受科研工作者的关注。在众多检测手段中,荧光化学传感因其检测成本低、选择性高、易操作、便于现场检测等优点而受到科研工作者的重视。具有聚集诱导发光（AIE）效应的荧光分子十分适合作为化学传感器来检测NACs,这种AIEgens在稀溶液中荧光微弱,在聚集状态下却可以发出强荧光。富电子的AIEgens与缺电子的NACs相互作用,会发生荧光猝灭,从而通过这种灵敏的响应达到快速检测的效果。本文将综合上述内容,设计一系列具有2-（噻吩-2-基亚甲基）丙二腈（TMM）骨架的噻吩/丙二腈系列化合物,研究其AIE特性,并探索其对环境中的硝基芳烃化合物的识别性能。首先以TMM为骨架,引入了不同数量的吡啶环和四苯...
【文章来源】：南京信息工程大学江苏省
【文章页数】：73 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
二萘嵌苯（左，20μM）和六苯基硅烷（右，HPS，20μM）分别在不同水体积分数（fw）下的四氢呋喃/水溶液中的荧光图片
南京信息工程大学硕士学位论文4基硅烷（HPS）溶于良溶剂THF中时，溶液无荧光发射，而当溶液中的水体积分数达到80%时，HPS分子由于不良溶剂水的增加而发生聚集，发出了强荧光。这一类具有AIE特性的发光体被称为AIEgens。近年来，AIEgens作为新兴纳米材料已逐渐在国内外成为了研究热点，这些具有聚集诱导发光现象的荧光分子在发光器件、生物成像和传感领域都有广阔的应用前景。图1-1二萘嵌苯（左，20μM）和六苯基硅烷（右，HPS，20μM）分别在不同水体积分数（fw）下的四氢呋喃/水溶液中的荧光图片1.3.2聚集诱导发光的机理聚集诱导发光现象为荧光传感材料开辟了新领域，引发了研究者们深入探究其背后的机理的兴趣。目前，公认的AIE发光机理是芳香环的分子内旋转受限（RIR），有机化合物分子因RIR而发生非辐射能量耗散，当分子发生聚集后，开启了辐射衰变通道，表现出荧光增强现象[1]。如图1-2所示[26]，即为ACQ和AIE的现象及机理，图（a）所示的DDPD是典型的ACQ分子，DDPD分子具有疏水性，当溶液中水含量增加时，DDPD分子聚集，盘状分子之间发生如图（b）所示的-堆叠，能量通过非辐射通道发生耗散，最终导致荧光猝灭。而图（c）所示的HPS是典型的AIE分子，但由于该分子扭曲的螺旋结构导致分子内旋转受限（RIR），从而阻止了分子间的-堆叠，所以当溶液中水含量增加时，HPS分子聚集却反而发出荧光。图1-2（a）具有聚集诱导猝灭（ACQ）效应的DDPD分子的荧光照片，（b）DDPD分子的猝灭原理图，（c）具有聚集诱导发光（AIE）效应的HPS分子的荧光照片，（d）HPS分子的发光原理图
第一章绪论5如图1-3所示[27]的TPE也是一种典型的AIE基团，TPE上的四个苯环通过单键共同连接至中心，在稀溶液中苯环可以实现分子内自由旋转，而当分子聚集时由于上述的RIR机制，表现出AIE现象。尽管很多AIE现象可以用RIR机制解释，但仍有部分分子无法用该机制解释，例如图1-3所示的THBA分子，该分子内部有两个苯环通过可弯折的连接处连接，整个分子的振动类似于图中扇贝的呼吸运动，所以就不需要考虑分子运动中的旋转因素[28]。当THBA分子溶于良溶剂时，可自由振动或弯曲，而当溶液中不良溶剂逐渐增加后，分子聚集，由于可运动的空间受到限制，分子间的振动也会受限，辐射衰变通道被打开，最终发生了聚集诱导发光现象。结合上述两类分子的情况，可得出以下结论：由于分子内运动可分为旋转和振动，所以分子内旋转受限（RIR）和分子内振动受限（RIV）分别为螺旋结构和贝壳类结构AIEgens的发光机理，将这两种情况合在一起即为图1-3中所示的分子内运动受限（RIM），RIM是目前公认的聚集诱导发光的机理[29]。图1-3AIE分子的RIM机理图1.3.3荧光小分子材料在硝基芳烃化合物检测方面的研究现状自2001年AIE概念被首次提出以来，产生了种类繁多、功能多样的AIEgens，典型的有生物探针[30]、化学传感[31]、光电系统研究[32]和刺激响应[33]研究。其中，化学传感器的应用范围主要包括离子、pH、气体、爆炸物、过氧化物的检测以及分子的手性、构造、自组装等性能，在这些应用中，以爆炸物为客体分子的化学传感检测也广受关注，本论文主要探究荧光小分子材料在硝基芳烃化合物检测方面的应用。由于目标分析物硝基芳烃类化合物是缺电子化合物，而化学传感器中含富电子基团，
本文编号：3386303
【文章来源】：南京信息工程大学江苏省
【文章页数】：73 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
二萘嵌苯（左，20μM）和六苯基硅烷（右，HPS，20μM）分别在不同水体积分数（fw）下的四氢呋喃/水溶液中的荧光图片
南京信息工程大学硕士学位论文4基硅烷（HPS）溶于良溶剂THF中时，溶液无荧光发射，而当溶液中的水体积分数达到80%时，HPS分子由于不良溶剂水的增加而发生聚集，发出了强荧光。这一类具有AIE特性的发光体被称为AIEgens。近年来，AIEgens作为新兴纳米材料已逐渐在国内外成为了研究热点，这些具有聚集诱导发光现象的荧光分子在发光器件、生物成像和传感领域都有广阔的应用前景。图1-1二萘嵌苯（左，20μM）和六苯基硅烷（右，HPS，20μM）分别在不同水体积分数（fw）下的四氢呋喃/水溶液中的荧光图片1.3.2聚集诱导发光的机理聚集诱导发光现象为荧光传感材料开辟了新领域，引发了研究者们深入探究其背后的机理的兴趣。目前，公认的AIE发光机理是芳香环的分子内旋转受限（RIR），有机化合物分子因RIR而发生非辐射能量耗散，当分子发生聚集后，开启了辐射衰变通道，表现出荧光增强现象[1]。如图1-2所示[26]，即为ACQ和AIE的现象及机理，图（a）所示的DDPD是典型的ACQ分子，DDPD分子具有疏水性，当溶液中水含量增加时，DDPD分子聚集，盘状分子之间发生如图（b）所示的-堆叠，能量通过非辐射通道发生耗散，最终导致荧光猝灭。而图（c）所示的HPS是典型的AIE分子，但由于该分子扭曲的螺旋结构导致分子内旋转受限（RIR），从而阻止了分子间的-堆叠，所以当溶液中水含量增加时，HPS分子聚集却反而发出荧光。图1-2（a）具有聚集诱导猝灭（ACQ）效应的DDPD分子的荧光照片，（b）DDPD分子的猝灭原理图，（c）具有聚集诱导发光（AIE）效应的HPS分子的荧光照片，（d）HPS分子的发光原理图
第一章绪论5如图1-3所示[27]的TPE也是一种典型的AIE基团，TPE上的四个苯环通过单键共同连接至中心，在稀溶液中苯环可以实现分子内自由旋转，而当分子聚集时由于上述的RIR机制，表现出AIE现象。尽管很多AIE现象可以用RIR机制解释，但仍有部分分子无法用该机制解释，例如图1-3所示的THBA分子，该分子内部有两个苯环通过可弯折的连接处连接，整个分子的振动类似于图中扇贝的呼吸运动，所以就不需要考虑分子运动中的旋转因素[28]。当THBA分子溶于良溶剂时，可自由振动或弯曲，而当溶液中不良溶剂逐渐增加后，分子聚集，由于可运动的空间受到限制，分子间的振动也会受限，辐射衰变通道被打开，最终发生了聚集诱导发光现象。结合上述两类分子的情况，可得出以下结论：由于分子内运动可分为旋转和振动，所以分子内旋转受限（RIR）和分子内振动受限（RIV）分别为螺旋结构和贝壳类结构AIEgens的发光机理，将这两种情况合在一起即为图1-3中所示的分子内运动受限（RIM），RIM是目前公认的聚集诱导发光的机理[29]。图1-3AIE分子的RIM机理图1.3.3荧光小分子材料在硝基芳烃化合物检测方面的研究现状自2001年AIE概念被首次提出以来，产生了种类繁多、功能多样的AIEgens，典型的有生物探针[30]、化学传感[31]、光电系统研究[32]和刺激响应[33]研究。其中，化学传感器的应用范围主要包括离子、pH、气体、爆炸物、过氧化物的检测以及分子的手性、构造、自组装等性能，在这些应用中，以爆炸物为客体分子的化学传感检测也广受关注，本论文主要探究荧光小分子材料在硝基芳烃化合物检测方面的应用。由于目标分析物硝基芳烃类化合物是缺电子化合物，而化学传感器中含富电子基团，
本文编号：3386303
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/huaxue/3386303.html
教材专著
