1、 荧光论文：荧光 磷光 传感器 环境监测【中文摘要】近年来,光化学传感器作为一种新型的痕量和微量水环境污染物检测分析技术受到科学家们的广泛关注。相对于传统的分析方法,光化学传感器具有灵敏度高、选择性好、操作简便、价格低廉、能在线、连续检测等优点。本论文合成了两个新型的水环境检测传感器,通过 UV-Vis、发射光谱和 1H NMR 谱研究了该配合物的光物理性质以及对 ClO-的识别作用,并研究了其在水质检测中的应用。主要研究工作为两个部分:（1）以 5,7-二溴 8-羟基喹啉和溴乙酸甲酯为原料,合成了对 Zn2+具有高选择性的荧光传感器。其本身在半水溶性体系中基本没有荧光发射,加入 Zn2+后荧
2、光强度明显增强,荧光发射为蓝色,实现了对 Zn2+的关-开效应,并且考察了其荧光性质与反应机理,发现在化合物 3 与 Zn2+的配位过程中发生了水解反应,形成 2:1 的配位形式。此外,还考察了水溶液中常见的各种金属阳离子对此荧传感器识别 Zn2+的干扰情况。实验证明该物质是一种稳定性好、灵敏度高、安全方便、具有良好的荧光强度响应和高特异选择性的 Zn2+荧光传感器,并利用其对 Zn2+的荧光识别作用,制作了荧光试纸,可应用于实际试样中 Zn2+的快速检测。 （2）铱（III）配合物由于具有磷光寿命相对较长、发光量子产率较高、发光颜色可通过配体调节等优点,易于进行结构修饰成为磷光传感器的信号基
3、团。利用铱配合物的发光特性合成了一个铱配合物的磷光传感器,其中 2,2-联吡啶配体上被肟基取代。通过实验证明:该传感器在溶液中时没有磷光发射,但当 ClO-加入,伴随着肟基被氧化成羧酸基团,激活了铱（III）配位发光团的磷光发射,发出橙黄色的磷光,实现了对 ClO-的关-开磷光识别。并且该传感器具有良好的选择性和抗干扰能力,基于这个原理,将其固定在试纸上,成功制备了ClO-的试纸,可应用于饮用水中 ClO-的快速检测。【英文摘要】As a new analysis technique to detect trace pollution in water encironment, optical
4、 chemical sensor has been paid more attention to in recent years. Compared with the traditional methods, optical chemical sensor are more sensitive and selective, simple operation, low cost, can be used for online detection, etc. In this thesis two chemosensors were designed and synthesized to detec
5、t Zn2+ and hypochlorite （ClO-）. The photophysical and sensing properties of these complex for Zn2+ and hypochlorite have been investigated by the UV-Vis and emission spectra, and 1H NMR spectroscopy. Otherwise we also made test paper for there rapid detection.（1） A new fluorescent Zn2+ chemosensor （
6、3） based on functionalized 8-hydroxylquinoline has been synthesized and characterized. Compound 3 shows weak fluorescence in CH3CNHEPES buffer solution （50 mM, pH 7.2,v/v = 1:9）, but the fluorescence is significantly enhanced upon binding to Zn2+ through a zinc（II）-catalyzed ester hydrolysis reactio
7、n to form a highly emissive zinc（II） complex. This suggests that 3 can be served as a typicalswitchonchemosensor with high selectivity for Zn2+ over other metal ions. Furthermore we prepared the test papers to detecting Zn2+ in practical application.（2） Designed and synthesised a sensitive phosphore
8、scent chemosensor for selective detection of hypochlorite. Complex 1 is weakly emissive in solution at ambient temperature. When 1 reacts with ClO-, however, the emission is remarkably enhanced, in which the oxime in L1 is oxidized to a carboxylic acid in L2. The produced complex exhibits bright ora
9、nge-yellow luminescence. The selective and competitive experiments revealed that complex 1 shows high sensing selectivity and sensitivity for ClO- over other reactive oxygenspecies （ROS） and metal ions. Also we prepared the test papers to detecting ClO- in practical application.【关键词】荧光 磷光 传感器 环境监测 试
10、纸【英文关键词】fluorescence phosphorescence sensor environmental monitoring test paper【目录】Zn(2+)及 ClO-传感器的制备及其应用研究 摘要 5-6 Abstract 6 目录 7-10 第一章 绪论 10-31 1.1 化学传感器的概况 10-14 1.1.1 传感器的分类及组成 10-11 1.1.2 光化学传感器的设计原理 11-13 1.1.3 光化学传感器的优点 13-14 1.2 基本概念 14-18 1.2.1 光物理过程 14-15 1.2.2 紫外吸收光谱 15-16 1.2.3 激发光谱和发射光
11、谱 16-17 1.2.4 量子产率、Stokes 位移 17 1.2.5 消光系数 17-18 1.3 荧光传感器原理 18-26 1.3.1 光诱导电子转移 18-22 1.3.2 分子内共扼电荷转移 22-24 1.3.3 激基缔合物 24 1.3.4 荧光共振能量转移 24-25 1.3.5 基于其它原理设计的荧光分子探针 25-26 1.4 磷光传感器 26 1.5 试纸法概述 26-29 1.5.1 显色型试纸 27-28 1.5.2 化学发光型试纸 28 1.5.3 免疫型试纸 28-29 1.6 本研究工作的主要内容 29-31 第二章 基于 8-羟基喹啉的 Zn(2+)传感器
12、及其试纸的制备 31-49 2.1 引言 31-35 2.1.1 重金属的污染危害 31-32 2.1.2 常规重金属的检测方法 32-33 2.1.3 荧光分析法 33-34 2.1.4 Zn(2+)的检测现状 34-35 2.1.5 本章主要内容 35 2.2 实验部分 35-38 2.2.1 原料与试剂 35-36 2.2.2 Zn(2+)荧光传感器的合成与表征 36-37 2.2.3 仪器测试 37-38 2.3 结果与讨论 38-45 2.3.1 UV-Vis 光谱滴定 38-39 2.3.2 发射光谱滴定 39-40 2.3.3 选择性及干扰性测定 40-42 2.3.4 化合物
13、3 对Cd(2+)的识别作用 42-44 2.3.5 识别机理的研究 44-45 2.4 Zn(2+)传感器的应用 45-47 2.4.1 Zn(2+)的定量检测 45-47 2.4.2 Zn(2+)荧光试纸的制备 47 2.5 本章小结 47-49 第三章 铱()配合物作为 ClO-离子的磷光传感器 49-70 3.1 引言 49-55 3.1.1 阴离子型污染物 49 3.1.2 次氯酸根离子的危害 49-50 3.1.3 铱配合物测定阴离子污染物 50 3.1.4 铱配合物作为重金属离子的磷光传感器研究进展 50-52 3.1.5 铱配合物作为阴离子的磷光传感器的研究进展 52-54 3
14、.1.6 本章主要内容 54-55 3.2 实验部分 55-59 3.2.1 原料与试剂 55-56 3.2.2 配体和配合物的合成与表征 56-59 3.2.3 仪器测试 59 3.3 结果与讨论 59-68 3.3.1 配合物的光物理性质 59-61 3.3.2 光传感性能 61-63 3.3.3 质谱与氢谱的测定 63-65 3.3.4 选择性研究 65-66 3.3.5 干扰性研究 66-67 3.3.6 最佳 pH 值的选择 67-68 3.4 ClO-试纸的制备 68 3.5 本章小结 68-70 结论与展望 70-72 参考文献 72-80 攻读硕士学位期间取得的研究成果 80-81 致谢 81-82 附件 82
