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随着生态环境的日益恶化和健康问题的日益严重,有毒离子/分子的超灵敏检测逐渐受到了科研工作者的广泛关注。其中化学荧光传感器因其操作简便、灵敏度高、响应速度快、易于可视化等特点成为一类新兴的超灵敏检测工具。然而传统荧光发色团一般都具有聚集诱导猝灭(ACQ)效应,这极大地限制了其在荧光传感器方面的应用。2001年出现的聚集诱导发光(AIE)材料能在聚集状态下产生较强的荧光发射,克服了 ACQ这一屏障,为开发光稳定性高、信噪比强以及具有较大斯托克位移的荧光传感器提供了新的思路。同时,超分子作用力的动态可逆性赋予超分子组装体良好的刺激响应性能。因此,超分子非共价键相互作用与AIE性质相结合构建柱[n]芳烃类超分子AIE组装材料的研究策略势必为有毒离子/分子的超灵敏检测及有效分离提供了新的机遇。本论文在文献报道和课题组已有工作基础之上,合理设计并成功制备了 2种新型的基于柱[5]芳烃的超分子AIE组装体,通过多种表征手段探究了其组装机理,此外,重点开发了两类柱[5]芳烃AIE组装体作为荧光传感器对有毒离子的荧光检测性能及吸附分离性能。主要研究内容如下:1.设计合成了一种不含任何传统聚集诱导发光团(AIEgen)的阳离子型柱[5]芳烃CWP5,该化合物可通过超分子自组装作用在高浓度下显示强的聚集诱导荧光发射性能,因而CWP5为开发基于柱[5]芳烃的新型AIEgen提供了新思路。同时,CWP5可作为荧光传感器连续识别Fe3+及F-/H2PO4-,呈现出优良的选择性和灵敏性。CWP5负载的便携式可擦拭试纸材料的研发为原位检测上述离子及制备保密书写材料提供了可能性。2.设计合成了一种巯基乙酰肼修饰的柱[5]芳烃衍生物MTP5,利用MTP5和双苯并咪唑衍生物HB间的主客体相互作用成功自组装制备了具有AIE特性的柱[5]芳烃超分子凝胶MTP5(?)HB。向MTP5(?)HB中合理引入Fe3+离子后原位产生无荧光发射的金属凝胶MTP5(?)HB-Fe,该金属凝胶可作为荧光“Turn-on”型传感器专一超灵敏性检测H2PO4-,最低检测限为2.82 nM。因此Fe3+的引入虽导致超分子凝胶MTP5(?)HB的荧光发生猝灭,但成功构筑了含有Fe3+的金属超分子凝胶MTP5(?)HB-Fe。更为重要的是该金属凝胶成功利用Fe3+的配位能力及凝胶组装体的信号放大性能实现了对H2PO4-的超灵敏检测功能。3.进一步深入研究了超分子凝胶MTP5(?)HB的组装机理及发光性能。结果表明MTP5和HB在DMSO:H2O=13:7的溶液中能形成稳定的超分子凝胶并表现出强的蓝白色AIE荧光。凝胶MTP5(?)HB可用于超灵敏连续检测Cu2+和CN-,最低检测限分别为1.55和1.13 nM。加入Cu2+后原位生成金属凝胶MTP5(?)HB-Cu可高效分离水溶液中的剧毒离子CN-,分离率可达94.40%。表明柱[5]芳烃自组装构建的新型AIE发光体系可以提高对离子的检测和分离性能。本论文以超分子弱相互作用为基础成功构筑了两类具有AIE特性的柱[5]芳烃超分子组装体,通过超分子组装体与金属离子、阴离子的竞争配位作用实现了对阴/阳离子的连续超灵敏检测。同时不同金属离子的引入成功调控了超分子组装体的刺激响应性能。研究结果丰富了聚集诱导发光体的种类,为超分子大环类AIEgen的研究提供了新思路,同时为超分子组装体在有毒离子/分子超灵敏检测和分离领域的应用提供了新的解决方案。