[发明专利]低聚荧蒽和使用其检测硝基芳族化合物的方法和装置

说明书

背景

用于识别和检测痕量级的硝基芳族化合物，如苦味酸(PA)、2，4，6-三硝基甲苯(TNT)、2，4-二硝基甲苯(DNT)、1，3，5-三硝基苯(TNB)和2，6-二硝基苯甲腈(DNB)的方法对于不同应用，如环境科学、公共安全和法庭辩论是适宜的。对于检测硝基芳族化合物存在不同方法。这些方法包括气相色谱法质谱法联用、表面增强拉曼光谱、核四极共振、能量散射X射线衍射、中子活化分析、电子俘获检测和离子迁移光谱(IMS)。

概述

本文所公开的一些实施方案包括一种组合物，所述组合物具有一种或多种低聚荧蒽，其中一种或多种低聚荧蒽各自独立地包含至少两个由式I表示的荧蒽单元：

其中所述组合物中的至少一种低聚荧蒽不是二茚并芘。

在一些实施方案中，一种或多种低聚荧蒽中的至少一种包含至少三个由式I表示的荧蒽单元。

在一些实施方案中，一种或多种低聚荧蒽中的至少一种包含至少两个荧蒽单元，所述荧蒽单元选自由式II表示的第一单元、由式III表示的第二单元，以及它们的组合：

在一些实施方案中，一种或多种低聚荧蒽中的至少一种具有选自由以下各项组成的组中的分子式：C₃₂H₁₆、C₄₈H₂₄和C₈₀H₄₀。在一些实施方案中，一种或多种低聚荧蒽中的至少一种具有C₃₂H₁₆的分子式。在一些实施方案中，其中一种或多种低聚荧蒽中的至少一种包括由式IV表示的化合物：

在一些实施方案中，一种或多种低聚荧蒽中的至少一种具有C₈₀H₄₀的分子式。在一些实施方案中，一种或多种低聚荧蒽中的至少一种包括由式V表示的化合物：

在一些实施方案中，一种或多种低聚荧蒽中的至少一种包括由式VI表示的化合物：

在一些实施方案中，一种或多种低聚荧蒽中的至少一种具有C₄₈H₂₄的分子式。在一些实施方案中，一种或多种低聚荧蒽中的至少一种包括由式VII表示的化合物：

在一些实施方案中，该组合物包含至少约1ppm的一种或多种低聚荧蒽。

在一些实施方案中，当暴露于紫外或紫辐射时组合物展现约450nm至约550nm的峰值发射波长。

在一些实施方案中，当用有效量的掺杂剂掺杂时共聚物展现至少10^-9S·cm^-1的电导率。在一些实施方案中，掺杂剂是碘。

在一些实施方案中，当暴露于紫外或紫辐射时组合物展现的峰值发射强度为荧蒽的峰值发射强度的至少五倍。

在一些实施方案中，组合物包含至少50重量％的惰性聚合物。在一些实施方案中，惰性聚合物是聚砜。

本文所公开的一些实施方案包括制备组合物的方法，所述方法包括：形成包含氧化剂和荧蒽的组合物；和将所述组合物保持在有效共价连接两个以上荧蒽以形成一种或多种低聚荧蒽的条件下。

在一些实施方案中，一种或多种低聚荧蒽各自独立地包含至少两个由式I表示的荧蒽单元：

在一些实施方案中，组合物中氧化剂与荧蒽的摩尔比小于或等于约15∶1。在一些实施方案中，组合物中氧化剂与荧蒽的摩尔比为至少约3∶1。

在一些实施方案中，将组合物保持在约30℃至约70℃的温度。

在一些实施方案中，一种或多种低聚荧蒽中的至少一种具有选自C₃₂H₁₆、C₄₈H₂₄和C₈₀H₄₀的分子式。

在一些实施方案中，该方法相对于组合物中荧蒽的总量产生至少约40重量％的一种或多种低聚荧蒽。

在一些实施方案中，组合物中芳族有机化合物的总量的至少约90重量％是荧蒽。

本文所公开的一些实施方案包括一种装置，所述装置包括：至少一个光源，所述光源构造为发射紫外或紫辐射；和组合物，所述组合物构造为接收至少一部分从光源发射的辐射，其中所述组合物包含一种或多种低聚荧蒽，其中一种或多种低聚荧蒽各自独立地包含至少两个由式I表示的荧蒽单元：