[发明专利]一种多羧酸钠盐基团的荧光共轭高分子、制备方法及应用

说明书

本发明公开了一种多羧酸钠盐基团的荧光共轭高分子、制备方法及应用。将苝酯单体引入到荧光共轭高分子主链中，再通过两步水解得到一种侧链带多个羧酸钠盐的荧光共轭高分子；经与聚乙烯醇混合，采用静电纺丝工艺，得到纤维膜，经在戊二醛/HCl的丙酮溶液交联处理后，再在NaOH的水溶液中浸泡，真空干燥后即可得到一种荧光纤维膜。本发明提供的荧光纤维膜由于含有多羧酸钠盐基团的荧光共轭高分子，其羧基或羧酸钠盐基团可以通过与酸碱反应相互转换，使荧光共轭聚合物的结构发生变化，仅通过纤维膜表观颜色的变化和荧光颜色的变化，就能判断溶液pH的范围，因此，荧光纤维膜可采用荧光比色法实现对酸雨pH的检测。

技术领域

本发明涉及是一种荧光共轭高分子、制备方法及其应用，属于荧光材料技术领域。

背景技术

pH值是酸碱溶液的一个重要性质，常见的测定溶液pH的方法有很多，包括pH指示剂法，pH试纸法和pH计法等。当然现在也存在很多更加精确测定溶液pH的方法如滴定法等，但是相对上述几种方法来说还是比较麻烦的。pH指示剂如酚酞和石蕊等根据溶液呈现的不同颜色，可以区分酸性和碱性溶液。pH试纸分为广泛试纸和精密试纸两类，将少量待测溶液滴到试纸上，然后与标准比色卡对照，即可得到溶液的pH值。但是用pH试纸和 pH计测得同一样品时，结果常差别较大。这主要由于pH试纸显色过程中需要消耗一定量的H⁺或OH^-而造成的测量误差 (参见文献：American Journal of Obstetrics and Gynecology 1990,162，1213；给水排水 2003, 29, 75) 。 pH计是一种较为准确地测定溶液pH值的仪器，其主要是使用pH选择电极（如玻璃电极）来测定pH，而且测量结果可以精确到小数点后两位。但是pH计的使用相对比较复杂，而且需要待测样品的量也比较多。

静电纺丝技术是一种制备纳微米纤维的方法，其具有操作简单，用料少，可纺物多和可控性强等优点，已经被广泛应用。通过静电纺丝技术得到的纤维膜具有较大的比表面积，这就为其灵敏快速检测的应用提供了可能。使用静电纺丝技术得到的荧光纤维膜对溶液的pH进行检测的研究已有很多的报道，大部分报道还是要借助荧光分光光度计，操作比较复杂(参见文献：RSC Advances 2014, 4, 45345; Journal of Materials Chemistry2011, 21，6742；Reactive and Functional Polymers 2016, 108，137)，仅有通过普通的小分子荧光纤维膜的显色法实现溶液pH的检测的报道(参见文献：ACS Applied Materials & Interfaces, 2015, 7, 2797)。而使用荧光共轭聚合物制备的荧光纤维膜检测溶液pH的研究还没有报道。

发明内容

本发明针对现有技术存在的不足，提供一种具有反应基团密度高的荧光高分子、制备方法，及以多羧酸钠盐基团的荧光高分子为荧光信号源、能有效提供检测灵敏度的荧光纤维膜、制备方法及其应用，使采用显色法检测酸雨的pH更为简便，并可实现循环利用，降低检测成本。

实现本发明目的的技术方案是提供一种多羧酸钠盐基团的荧光共轭高分子，它的结构式为：

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上述多羧酸钠盐基团的荧光共轭高分子的制备方法，包括如下步骤：

（1）在无水无氧条件下，按物质的量计，将100份 1,7-二溴-3,4,9,10-苝羧酸酯、100份1,4-二乙炔基-对苯氧基二乙酸十二酯、15份碘化亚铜、5份四（三苯基膦）钯和30份除水除氧的溶剂加入到反应器中；所述溶剂按体积比二异丙胺与甲苯为3:7；在温度为65～75℃的条件下反应；反应结束，经纯化除去杂质，干燥后，得到产物3,4,9,10-苝羧酸酯和1,4-二乙炔基-对苯氧基二乙酸十二酯交替共聚物，其结构式为：