[發(fā)明專利]一維有機(jī)半導(dǎo)體納米材料及其制備方法和應(yīng)用

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810141718.0
• 申請(qǐng)日: 2018-02-11
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108586456B
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-11-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張義斌;劉曉玲;胡艷勇
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 長(zhǎng)江師范學(xué)院
• 主分類號(hào): C07D471/06
• 分類號(hào): C07D471/06;G01N21/64
• 代理公司: 重慶博凱知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 50212
• 代理人: 張先蕓

本發(fā)明公開(kāi)了一維有機(jī)半導(dǎo)體納米材料及其制備方法和應(yīng)用，所述材料采用不對(duì)稱的苝酰亞胺衍生物單體作為構(gòu)筑單體，在苝酰亞胺兩側(cè)分別引入親水性支鏈烷基(5?壬烷基)和五氟苯基取代基，再通過(guò)構(gòu)筑單體之間的π?π相互作用自組裝制備得到的一維有機(jī)半導(dǎo)體納米材料。本發(fā)明制備的一維有機(jī)半導(dǎo)體納米材料具有高熒光量子產(chǎn)率、多孔、大表面積和良好的穩(wěn)定性等優(yōu)點(diǎn)，大大的降低了檢測(cè)最低限，對(duì)三光氣等聚集體和其它常見(jiàn)氣體以及有機(jī)溶劑蒸汽具有很好的抗干擾能力，實(shí)現(xiàn)了對(duì)光氣特異性和高靈敏度的檢測(cè)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于有機(jī)半導(dǎo)體材料領(lǐng)域，具體涉及一維有機(jī)半導(dǎo)體納米材料及其制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)

光氣(COCl₂)，化學(xué)名為二氯碳酰，是致死性化學(xué)武器中的重要戰(zhàn)劑，也是化學(xué)恐怖威脅的化學(xué)毒劑之一。同時(shí)，光氣也是重要的化工原料，廣泛應(yīng)用于高分子材料、農(nóng)藥、醫(yī)藥、香料和染料等領(lǐng)域，尤其是用于合成性能優(yōu)良的工程塑料聚碳酸酯和聚氨酯原料。由于光氣是酰氯類化合物，活性基團(tuán)是羰基，化學(xué)性質(zhì)非常活潑，容易與親核物質(zhì)，如組織大分子中的氨基、巰基、羥基等重要功能基團(tuán)發(fā)生酰化反應(yīng)，生成鹽酸，從而引起蛋白和脂質(zhì)的破壞，膜結(jié)構(gòu)的不可逆改變，酶和其他細(xì)胞功能的瓦解。同時(shí)，光氣損傷還可以引起脂質(zhì)過(guò)氧化，這主要是由于光氣損傷中誘發(fā)炎癥反應(yīng)，引起呼吸爆發(fā)，導(dǎo)致活性氧(reactiveoxygen species，ROS)的大量產(chǎn)生。除此之外，光氣還能對(duì)肺泡Ⅱ型上皮細(xì)胞損傷并使其調(diào)亡以及使細(xì)胞內(nèi)鈣離子流失等。因此它是劇毒性氣體，在使用、運(yùn)輸和貯存過(guò)程中存在極大的危險(xiǎn)性，2005年美國(guó)環(huán)保署(U.S.Environmental Protection Agency)的白皮書認(rèn)為，光氣是目前中毒機(jī)制不清、缺乏有效救治手段的重要化學(xué)毒劑。目前全世界光氣的儲(chǔ)備大約有230萬(wàn)噸。自光氣問(wèn)世并作為軍用戰(zhàn)劑的近百年來(lái)，光氣中毒救治方法始終未能取得突破，關(guān)鍵是光氣的中毒機(jī)制不清楚。由于光氣在戰(zhàn)爭(zhēng)、恐怖襲擊、工業(yè)泄露等方面的巨大威脅性，國(guó)際上對(duì)其研究的熱情始終不減，其中重點(diǎn)在于光氣的檢測(cè)與控制。

現(xiàn)在對(duì)光氣檢測(cè)技術(shù)包括：比色法、化學(xué)反應(yīng)方法、生物試紙等方法，因?yàn)檫@些方法存在檢測(cè)時(shí)長(zhǎng)過(guò)長(zhǎng)、檢測(cè)限度不夠低等缺點(diǎn)未能被廣泛應(yīng)用。熒光傳感器檢測(cè)法為以上現(xiàn)有分析方法存在的缺陷提供了解決方案，這些傳感器具有制備成本廉價(jià)、低功耗、便攜而且可以實(shí)時(shí)測(cè)量樣品。其中有機(jī)半導(dǎo)體納米材料具有許多無(wú)機(jī)納米材料不具備的優(yōu)點(diǎn)，比如有機(jī)半導(dǎo)體納米材料的結(jié)構(gòu)可調(diào)控、可利用靈活的合成方法制備得到，材料的制造成本低，易于大面積加工，以及有機(jī)半導(dǎo)體納米材料可以應(yīng)用到柔性基底上等等。因此，盡管有機(jī)半導(dǎo)體納米材料相對(duì)于無(wú)機(jī)納米材料起步較晚，但近年來(lái)發(fā)展迅速，不同有機(jī)半導(dǎo)體納米材料在熒光傳感檢測(cè)方面的應(yīng)用經(jīng)常被報(bào)道。但至今未報(bào)道過(guò)專一性檢測(cè)光氣的有機(jī)半導(dǎo)體納米材料。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，本發(fā)明的目的在于提供一種具有光化學(xué)穩(wěn)定性強(qiáng)、熒光量子產(chǎn)率高的新型一維有機(jī)半導(dǎo)體納米材料。

本發(fā)明還提供所述半導(dǎo)體納米材料的制備方法。

進(jìn)一步，本發(fā)明還提供所述半導(dǎo)體納米材料在檢測(cè)光氣方面的應(yīng)用。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：一維有機(jī)半導(dǎo)體納米材料，包括以下構(gòu)筑單體并通過(guò)其之間的π-π相互作用自組裝得到；所述構(gòu)筑單體為不對(duì)稱的苝酰亞胺衍生物，其結(jié)構(gòu)式如下：

進(jìn)一步，所述構(gòu)筑單體的排列方式為J型分子排列。

進(jìn)一步，所述π-π相互作用堆積的方向平行于有機(jī)半導(dǎo)體納米線的長(zhǎng)軸方向。

進(jìn)一步，所述一維有機(jī)半導(dǎo)體納米材料的長(zhǎng)度為50-300微米，寬度為2-4微米。