对二氧化碳具有可视性传感功能的酰腙类有机凝胶因子的研究

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随着现代工农业的发展,二氧化碳气体以及各种阴离子在农业、食品以及化工行业占据越来越重要的位置,不断给人们带来效益,但同时也严重影响着人们的生产生活,给地球生物造成很大伤害。因此,二氧化碳监测、捕集以及阴离子识别变的至关重要。本文对L-苯丙氨酸衍生的酰腙类有机凝胶因子(A1-A3)在二氧化碳识别方面的性质展开了系统研究,并合成了对比化合物A4。从荧光强度变化、凝胶状态改变两方面测试了氟离子诱导的A1、A2、A3-DMSO凝胶体系对二氧化碳的双通道检测。通过核磁手段研究了二氧化碳监测过程的机理。研究发现,该体系可以通过凝胶再生对空气中二氧化碳实现可视性识别,该过程不需加热且不受空气中氮气和氧气的影响。该体系可以通过AIE过程中流动液体体积与荧光强度之间的关系实现对二氧化碳气体的定量检测。这一发现在封闭空间内实现二氧化碳气体的实时检测具有很大潜在应用价值。本文还设计合成了基于脲基的对氨基苯乙腈衍生物(B1-B4),通过核磁、质谱、元素分析等手段对化合物结构进行了确证。从最小化凝胶浓度、相转变温度两方面对其在有机试剂中的成凝胶性能进行了研究,通过冷场发射扫描电镜对其所成干凝胶的微观结构进行了表征,并通过FI-IR手段分析了凝胶因子在成凝胶过程中的自组装驱动力。通过凝胶性质的测试发现,化合物B4-苯乙酮凝胶体系可通过凝胶崩塌实现对氟离子的识别,加入H+后体系恢复至凝胶状态。对化合物在4种不同有机溶剂中对阴离子的响应研究发现,化合物B1-B4均可从比色和荧光两方面在1,4-二氧六环溶液中对碘离子有响应、在DMSO溶液中对氟离子有响应。以上研究发现将为二氧化碳以及阴离子可视性传感系统设计提供研究基础。
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