[發明專利]一種超分子聚合物凝膠及其金屬配合物的制備和在離子檢測中的應用

有效

• 申請號: 201810636675.3
• 申請日: 2018-06-20
• 公開（公告）號: CN108586776B
• 公開（公告）日: 2020-12-01
• 發明（設計）人: 林奇;關曉文;陳燕燕;王姣;樊彥青;姚虹;張有明;魏太保
• 申請（專利權）人: 西北師范大學
• 主分類號: C08J3/09
• 分類號: C08J3/09;G01N21/64;C08L87/00
• 代理公司: 蘭州智和專利代理事務所(普通合伙) 62201
• 代理人: 張英荷

本發明設計合成了一種超分子聚合物凝膠，是在環己醇中，以萘酰亞胺功能化的柱[5]芳烴（P5N）為主體，雙4,4聯吡啶鹽（G）為客體，且主客體以等摩爾比自組裝而成具有黃色聚集態誘導熒光的超分子聚合物TDPG。在超分子聚合物TDPG中分別加入多種陽離子，只有Fe³⁺、Hg²⁺的加入能使超分子聚合物凝膠的熒光猝滅，因此可用于熒光識別并吸附分離溶液中的Fe³⁺和Hg²⁺。在超分子聚合物TDPG中分別加入Fe³⁺和Hg²⁺，得到穩定的金屬超分子配合物Fe?TDPG和Hg?TDPG，能夠高靈敏和高選擇性檢測識別F^?和Br^?。這種識別性能在離子識別領域具有重要的應用價值。

技術領域

本發明涉及一種超分子聚合物凝膠，尤其涉及一種以萘酰亞胺功能化的柱[5]芳烴為主體，以雙4,4聯吡啶鹽為客體組裝而成的超分子聚合物凝膠；本發明還涉及基于該超分子聚合物凝膠的金屬配合物；本發明涉及超分子聚合物凝膠及其金屬配合物在離子檢測中的應用。

背景技術

在化學、生物、環境等領域中離子和分子扮演者重要的角色，對于環境中某些特殊離子或分子的檢測與分離至關重要。目前，人們已經研發出多種離子/分子的檢測方法，并且由于熒光法具有操作簡便、快捷、靈敏度高等優點，已經發展為離子識別的主要檢測手段。然而，在現實生活中，各種對人體有益或有害的離子大都存在于水相中，而所報道的可以對離子進行檢測的方法大多是在溶液中進行，對離子的檢測也比較局限；而氟離子等又具有較大的水合能，在水相中對它的檢測比較困難。

發明內容

本發明的目的是提供一種超分子聚合物凝膠；

本發明另有一個目的，是提供一種基于上述超分子聚合物凝膠的金屬配合物；

本發明還有一個目的，就是提供上述超分子聚合物凝膠及其金屬超分子配合物在離子檢測中的應用。

一、超分子聚合物凝膠

本發明超分子聚合物凝膠，是在環己醇中，主體萘酰亞胺功能化的柱[5]芳烴（P5N）與客體雙4,4聯吡啶鹽（G）以等摩爾比組裝而成，標記為TDPG。

其中，主體萘酰亞胺功能化的柱[5]芳烴（P5N）的結構式為：

n=1、2、3、4；

客體雙4,4聯吡啶鹽（G）的結構是如下：

主客體的組裝模式如下：

下面通過核磁圖、核磁滴定氫譜圖對超分子聚合物凝膠TDPG形成的機理分析。圖1為P5N的部分濃度核磁圖。圖1中，從（b）~（g）P5N的濃度逐漸增大，可以發現H1-7均向高場移動，說明P5N的柱芳烴集團和萘酰亞胺集團與另一分子P5N之間存在π-π作用。圖2為P5N和G的核磁滴定氫譜圖。其中（a）P5N；（b）~（h）含有不同當量的G。從圖2中可以看到，客體G上的氫質子Ha，Hb，Hc，Hd和He均向低場位移，同時主體P5N柱芳烴集團上的氫質子H6和H7向高場位移，說明客體G吡啶鹽部分進入柱芳烴的空腔。由以上這些現象可以說明主體P5N和客體G通過主客識別作用和π-π作用進行了組裝，從而得到超分子聚合物框架材料（TDPG）。

二、超分子聚合物TDPG的熒光響應性

1、TDPG的熒光性能

圖3為超分子聚合物TDPG的熒光光譜。由圖3可以看出，超分子聚合物TDPG具有良好的熒光性能，當激發波長為350nm時，TDPG發出黃色熒光（發射波長538nm）。