学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

基于卟啉集团的聚合物溶解氧传感器的合成及性能研究

作　者: 苗雨
导　师: 朱为宏
学　校: 华东理工大学
专　业: 应用化学
关键词: 荧光探针聚合物卟啉溶解氧传感器近红外微生物反应器
分类号: TP212.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
下　载: 12次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载

内容摘要

氧气作为地球上极其重要的一种物质,它的测量在我们生活的各个领域中都有着广泛的应用。利用光纤技术对氧气含量进行测量是近些年来逐渐发展起来的测量方法。与此同时,微生物反应器因其较小的工作体积、高度的平行化以及有效的遥控技术等特点,越来越受到人们的重视。于是,将光纤氧传感器应用到微生物反应器中,便成了又一个具有广泛应用前景的研究热点。因此,基于以上理论,本论文设计并合成了一种新型的聚合物氧气传感器P(Pt-TPP-TFEMA),以铂卟啉金属配合物(Pt-TPP)作为响应发光团,将具有强电负性的氟离子基团引入到聚合物主链中,以增加聚合物的疏水性,从而提高传感器的响应敏感度。同时,合成了参比化合物P(Pt-TPP-EMA),为性能测试提供参考基准。将聚合物分别以溶液和固体膜的形式测定其在纯氧气、纯氮气和空气中的发光光谱以及发光寿命,结果发现,在P(Pt-TPP-TFEMA)乙腈溶液中,氮气饱和时的最大荧光强度与氧气饱和时的最大荧光强度之比为8.3,而在P(Pt-TPP-EMA)溶液中为6.4。在P(Pt-TPP-TFEMA)膜中,氮气饱和时的荧光强度与氧气饱和时的最大荧光强度之比为4.0,而P(Pt-TPP-EMA)膜中为3.0。由此可见,三氟甲基基团的引入,增强了溶解氧在水中的渗透性和疏水性,在无氧条件下有更高的荧光增强倍数,从而提高了氧气与发光基团作用时的可识别性,有了更佳的抗疲劳性能,达到了预期效果。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-10
第1章前言  10-21
  1.1 分析测定氧气浓度的常用技术  10-12
    1.1.1 二氧化锆传感器  10-11
    1.1.2 原电池式氧传感器  11
    1.1.3 分压氧传感器  11
    1.1.4 顺磁性氧传感器  11
    1.1.5 激光式氧传感器  11-12
    1.1.6 光纤式氧传感器  12
  1.2 光纤技术在分析科学中的应用  12-15
    1.2.1 光纤传感器中的固定基质  13-15
      1.2.1.1 溶胶凝胶基质  13-14
      1.2.1.2 聚合物基质  14-15
      1.2.1.3 与反应物相作用的支撑基质  15
  1.3 早期的光学氧气传感器以及基本操作原则  15-17
    1.3.1 光学氧气传感器对氧气的敏感性  17
  1.4 基于卟啉结构的早期的光学氧气传感器  17-18
  1.5 氧传感器在微型生物反应器中的应用  18-19
  1.6 课题的提出  19-21
第2章氧气传感器P(Pt-TPP-TFEMA)的设计及合成  21-32
  2.1 测试仪器及试剂  21-22
  2.2 合成总路线  22-23
  2.3 合成  23-29
    2.3.1 5,10,15,20-四苯基卟啉的合成  23
    2.3.2 5-(4-硝基苯基)-10,15,20-三苯基卟啉的合成  23-24
    2.3.3 5-(4-氨基苯基)-10,15,20-三苯基卟啉的合成  24-25
    2.3.4 α-甲基丙烯酰氯的合成  25
    2.3.5 5-(4-甲基丙烯酰胺苯基)-10,15,20-三苯基卟啉的合成  25-26
    2.3.6 聚(甲基丙烯酸三氟乙酯-n-5,10,15,20-三苯基卟啉-2-甲基丙烯酰胺)  26
    2.3.7 聚(甲基丙烯酸三氟乙酯-n-5,10,15,20-三苯基铂卟啉-2-甲基丙烯酰胺)  26-27
    2.3.8 聚(甲基丙烯酸乙酯-n-5,10,15,20-三苯基卟啉-2-甲基丙烯酰胺)  27-28
    2.3.9 聚(甲基丙烯酸乙酯-n-5,10,15,20-三苯基铂卟啉-2-甲基丙烯酰胺)  28-29
  2.4 分子设计及合成讨论  29-31
    2.4.1 关于合成路线的选择  29-30
    2.4.2 硝基四苯基卟啉合成方法的讨论  30-31
  2.5 本章小结  31-32
第3章聚合物P(Pt-TPP-TFEMA)及P(Pt-TPP-EMA)的结构表征  32-38
  3.1 聚合物中单体含量的确定  32-33
  3.2 聚合物配位前后的紫外-可见吸收光谱以及发光光谱  33-34
  3.3 聚合物的~1HNMR谱图表征  34-36
  3.4 聚合物P(Pt-TPP-TFEMA)的分子量表征  36-37
  3.5 本章小结  37-38
第4章聚合物P(Pt-TPP-TFEMA)及P(Pt-TPP-EMA)对氧气的响应性能测试  38-50
  4.1 聚合物的光谱测试装置  38
  4.2 聚合物乙腈溶液的发光光谱  38-40
  4.3 聚合物膜的制备及发光光谱  40-41
  4.4 聚合物膜的发光强度对氧气和氮气的响应  41-43
  4.5 聚合物膜在纯水中的发光寿命  43-45
  4.6 聚合物膜在纯水中的Stern-Volmer图  45-46
  4.7 测试中发现的问题  46-49
  4.8 本章小结  49-50
第5章其它工作(一种基于萘酰亚胺结构的双氧水探针的合成)  50-58
  5.1 合成总路线  50
  5.2 合成  50-58
    5.2.1 4,5-二溴苊的合成  50-51
    5.2.2 4,5-二溴萘酐的合成  51-52
    5.2.3 N-正丁基-4,5-二溴萘酰亚胺的合成  52-53
    5.2.4 N-正丁基-4-溴-5-哌啶萘酰亚胺的合成  53-54
    5.2.5 N-正丁基-4-溴-5-甲氧基萘酰亚胺的合成  54-56
    5.2.6 N-正丁基-4-溴-5-羟基萘酰亚胺的合成  56-58
第6章结论  58-59
参考文献  59-64
硕士期间已发表(拟投)文章  64-65
致谢  65

基于卟啉集团的聚合物溶解氧传感器的合成及性能研究

内容摘要

全文目录

相似论文