[发明专利]一种聚乙烯醇荧光纤维膜、制备方法及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种对非极性芳香烃具有响应性的聚乙烯醇荧光纳米纤维及其制备方法，属于荧光传感材料技术领域。

背景技术

共轭高分子以其特有的分子导线效应带来的高灵敏度，被广泛应用荧光传感材料。大多数共轭高分子用作传感检测材料都是基于不可重复利用的溶液体系，这必将对其大规模应用造成不利影响。此外，在构建共轭高分子的过程中，常常为了达到某种特定的响应而向分子主链引入特定的传感基团，将大大增加合成的难度。

自1990年剑桥大学Burroughes等人首次报道了聚对亚苯基亚乙烯（PPV）的电致发光性能以来，PPV类的高分子一直是研究最多的共轭高分子材料之一。静电纺丝技术作为一种制备纳微米级纤维的方法，以其简单易操作，原料用量少，可纺物质多，工艺可控性强等优点，被广大研究人员所应用。但将该工艺应用于制备共轭高分子传感检测材料未见报道。

发明内容

本发明所要解决的问题是克服现有共轭高分子传感检测材料无法重复利用的不足，提供一种制备方法简单，灵敏度好，可重复利用的对非极性芳香烃具有响应性的荧光纤维膜及其制备方法。

实现本发明目的的技术方案是提供一种聚乙烯醇荧光纤维膜的制备方法,包括以下步骤：

（1）采用Wessling锍盐前驱体法制备共轭高分子聚对亚苯基亚乙烯前驱体水溶液；

（2）按质量比, 聚对亚苯基亚乙烯前驱体：聚乙烯醇 为1：90～1：110，聚乙烯醇：水为 1：9～1：11，配制纺丝液，采用静电纺丝工艺得到含有前驱体的聚乙烯醇纤维膜；

（3）将步骤(2)得到的纤维膜在温度为80～120℃的真空条件下处理后，得到含有聚对亚苯基亚乙烯的聚乙烯醇纤维膜；

（4）将步骤(3)得到的纤维膜浸泡于交联液中处理23～25小时,所述的交联液为戊二醛 与 HCl的丙酮溶液；在真空条件下干燥处理后,得倒聚对亚苯基亚乙烯/聚乙烯醇交联的荧光纤维膜。

一种按上述制备方法得到的聚乙烯醇荧光纤维膜，它的激发波长为360～420nm，最佳激发波长为395nm；它的荧光发射最大波长为476～487nm。

将所述的聚乙烯醇荧光纤维膜作为荧光传感材料，应用于对非极性芳香烃溶剂的检测，包括如下步骤：将聚乙烯醇荧光纤维膜浸没在含有非极性芳香烃的溶液中，荧光纤维膜发生荧光淬灭；用水或乙醇洗去非极性芳香烃试剂后，聚乙烯醇荧光纤维膜的荧光性能恢复。所述的非极性芳香烃为苯或甲苯。

本发明采用静电纺丝工艺，所得纤维具有较大的比表面积，因此，将这一方法应用在制备荧光传感材料中，可以进一步提高灵敏度。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

1、所使用的荧光共轭高分子合成方法简便，无需对分子进行设计以获取特定的响应性；

2、经过交联的纤维稳定性大大提升，对于水溶液中的离子不敏感，而对非极性芳香烃敏感，这对有机污染物的检测提供了一个简易方法；

3、纤维膜的可重复利用性好，经过水洗或乙醇冲洗，待液体蒸发完全后荧光即可恢复到初始状态，从而在一定程度上减少了浪费。

附图说明

图1是本发明实施例1中所用前驱体的合成路线；

图2是本发明实施例1中所得含有前驱体的聚乙烯醇纤维膜的SEM照片；

图3是本发明实施例1中所得含有PPV的聚乙烯醇纤维膜的SEM照片；

图4是本发明实施例1中所得交联PPV/PVA纤维膜的SEM照片；

图5是本发明实施例1中交联PPV/PVA纤维膜的荧光激发图谱和荧光发射图谱；

图6是本发明实施例1中交联PPV/PVA纤维膜对甲苯的响应情况；

图7是本发明实施例1中交联PPV/PVA纤维膜对苯的响应情况；

图8是本发明实施例1中交联PPV/PVA纤维膜对甲苯的响应重复情况。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本发明技术方案作进一步的阐述。

实施例1

本实施例提供一种对非极性芳香烃有响应的荧光纤维膜，其制备步骤及响应性测试过程如下：

1、制备前驱体水溶液

参见附图1，它是本实施例中前驱体的合成路线，向1份对二氯苄中加入2份四氢噻吩基团，将所得产物在氢氧化钠的作用下消除部分四氢噻吩基团，得到前驱体。