專利名稱：聚萘溶液熒光化學(xué)傳感器及其應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于分析化學(xué)領(lǐng)域，具體涉及發(fā)光性的聚萘及其合成方法與探測(cè)鐵離子濃度的用途。
背景技術(shù)：
在稠環(huán)芳烴聚合物中，聚萘是研究得最早、最具應(yīng)用前景的聚合物之一。聚萘的合成可以追溯到上世紀(jì)60年代，那時(shí)，日本科學(xué)家Kovacic Peter在使用Lewis酸如 FeCl3 (Kovacic P, Koch F ff. Polymerization of benzene to p-Polyphenyl byferric chloride.J. Org. Chem. ,1963,28(7) : 1864-1867)、MoCl5(Kovacic P, Lange RM. Polymerization of benzene to p-polyphenyl by molybdenum pentachloride. J. Org.Chem. , 1963, 28 (4) :968-972)、AICI3-CuCI2 (Kovacic P, Kyriakis A. Polymerizationof benzene to p-Polyphenyl by aluminum chloride—cupric chloride. J. Am. Chem.Soc. ,1963,85 :454-458)等為催化氧化劑對(duì)苯進(jìn)行氧化脫氫縮聚獲得聚苯的基礎(chǔ)上，又率先使用這一方法通過(guò)FeCl3催化氧化合成了聚萘(Kovacic P，Koch F ff. Couplingof naphthalene nuclei by lewis acid catalyst-oxidant. J. Org. Chem. ,1965,30 3176-3181)。不過(guò)，如此獲得的聚萘分子量很低，還不能算是真正意義上的聚合物。與其說(shuō)是合成了聚萘，倒不如說(shuō)是發(fā)明了二聯(lián)萘和三聯(lián)萘制備的新工藝，因?yàn)榫瞳@得二聯(lián)萘和三聯(lián)萘而言，該合成方法與當(dāng)時(shí)合成步驟最多可達(dá)11步的二聯(lián)萘和三聯(lián)萘制備工藝相比具有明顯的優(yōu)勢(shì)?，F(xiàn)在人們所言的聚萘，已不再是這種低分子量的齊聚萘，其合成手段也更趨多樣化，如電化學(xué)合成方法近年來(lái)也被廣泛采用(Hara S, Toshima N, Electrochemicalpolymerization of naphthalene using a composite electrolyte of aluminumchloride and copper (I) chloride. Chem. Lett. , 1990,19 :269-272 ；Huang Z M, Qu L T,Shi G Q,et al. Electrochemical polymerization of naphthalene in the electrolyteof boron trifluoride diethyl etherate containing trifluoroacetic acid andpolyethylene Glycol oligomer. J. Electroanal. Chem. , 2003, 556 159-165) 可以說(shuō)，聚萘的研究工作在經(jīng)歷了上世紀(jì)七八十年代的沉寂之后，最近又活躍起來(lái)。然而，各種不同合成方法雖都具有其獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，但也同時(shí)存在亟需解決的問(wèn)題。如路易斯酸氧化脫氫縮聚法雖然操作簡(jiǎn)單，易于工業(yè)化生產(chǎn)，但目前還未獲得一定高聚合度的聚萘。鎳(II)絡(luò)合物催化格氏試劑中介法雖然可以獲得相對(duì)分子量較高的、結(jié)構(gòu)確定的聚萘，但合成方法過(guò)程冗長(zhǎng)，催化劑價(jià)格不菲。如何高效簡(jiǎn)單合成出一定聚合度的聚萘并拓寬其功能性是一個(gè)具有挑戰(zhàn)性的工作。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種發(fā)射熒光性的聚萘及其合成方法，將其用作鐵離子探測(cè)的熒光化學(xué)傳感器。本發(fā)明采用化學(xué)氧化法在硝基烷烴體系中，以路易斯酸為催化氧化劑將白色的片狀結(jié)晶態(tài)萘單體通過(guò)一步法聚合成深色的無(wú)定型態(tài)粉末狀聚萘。這種聚萘是一種具有高度共軛結(jié)構(gòu)的聚合物，其分子中富含流動(dòng)性電子，且這種電子極易與親電子分析質(zhì)作用，使其熒光猝滅，從而建立起鐵離子熒光化學(xué)傳感器。本發(fā)明采用的具體技術(shù)方案如下一種熒光性聚萘，其結(jié)構(gòu)式如下
權(quán)利要求
1.一種聚萘溶液熒光化學(xué)傳感器，為將具有如下結(jié)構(gòu)式的熒光性聚萘溶于有機(jī)溶劑中制得；
2.如權(quán)利要求I所述的聚萘溶液熒光化學(xué)傳感器，其特征在于，所述有機(jī)溶劑選自四氫呋喃、二甲基亞砜和N-甲基吡咯烷酮。
3.如權(quán)利要求I所述的聚萘溶液熒光化學(xué)傳感器，其特征在于，所述熒光性聚萘在有機(jī)溶劑中的濃度為5-200mg/L。
4.如權(quán)利要求1-3中任一所述的聚萘溶液突光化學(xué)傳感器,其特征在于,所述突光性聚萘由以下方法獲得將萘單體與路易斯酸在有機(jī)溶劑中發(fā)生聚合反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)束后，所得沉淀物經(jīng)過(guò)濾、洗滌、烘干后獲得聚萘粉末。
5.如權(quán)利要求4所述的聚萘溶液熒光化學(xué)傳感器，其特征在于，所述萘單體在有機(jī)溶劑中的濃度為20mM 80mM ;路易斯酸與萘單體的摩爾比為3 : I 15 : I。
6.如權(quán)利要求4所述的聚萘溶液熒光化學(xué)傳感器，其特征在于，聚合反應(yīng)時(shí)間為I 50小時(shí)，聚合反應(yīng)溫度為10 80°C。
7.如權(quán)利要求4所述的聚萘溶液熒光化學(xué)傳感器，其特征在于，所述路易斯酸選自三氯化鐵、三氯化鋁和五氯化鑰；所述有機(jī)溶劑選自硝基甲烷、硝基乙烷和乙氰。
8.如權(quán)利要求1-7中任一所述的聚萘溶液熒光化學(xué)傳感器的用途，其特征在于，所述聚萘溶液熒光化學(xué)傳感器用于探測(cè)鐵離子濃度。
9.如權(quán)利要求8所述的聚萘溶液熒光化學(xué)傳感器的用途，其特征在于，所述鐵離子濃度為 5. 0 X 10 6mol/L 1.0X10 3mol/L。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種熒光性聚萘，在硝基烷烴體系中，以路易斯酸為催化氧化劑將萘單體通過(guò)一步法聚合成無(wú)定型態(tài)粉末狀聚萘。具有操作簡(jiǎn)單，制備成本低，易于工業(yè)化批量生產(chǎn)等優(yōu)勢(shì)。本發(fā)明制備的聚萘具有明確的線性結(jié)構(gòu)特征，聚合度在3～29范圍內(nèi)。該聚萘是藍(lán)色熒光發(fā)射體，發(fā)光能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)強(qiáng)于萘單體，由其構(gòu)建的Fe3+猝滅型熒光化學(xué)傳感器，可以實(shí)現(xiàn)10-6mol/L～10-3mol/L濃度范圍內(nèi)的Fe3+離子的傳感探測(cè)。而且抗干擾能力強(qiáng)，堿金屬離子、堿土金屬離子和過(guò)渡金屬離子如Hg2+、Co2+和Pb2+等對(duì)其探測(cè)均無(wú)實(shí)質(zhì)性影響。該聚合物在化學(xué)化工、傳感探測(cè)和分析測(cè)試等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。
文檔編號(hào)C07C2/00GK102636468SQ20121011823
公開日2012年8月15日 申請(qǐng)日期2011年4月22日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月22日
發(fā)明者李新貴, 高鵬, 黃美榮 申請(qǐng)人:同濟(jì)大學(xué)