[发明专利]有机荧光聚合物材料及其在DNT气体检测中的应用

说明书

本发明涉及一种有机荧光聚合物材料及其在DNT气体检测中的应用，分子主链骨架由单元A与单元B构成，单元A与B是通过两个苯的碳碳单键相连接，优选的结构式如下：本发明对DNT具有特性强、响应时间短与可重复利用等优点。

技术领域

本发明属于荧光传感技术领域，具体涉及有机荧光聚合物材料及其在DNT气体检测中的应用，该类荧光薄膜材料具有检测成本低、灵敏度高、重复性好、检测时间短的优点。

背景技术

2,4,6-三硝基甲苯(TNT)与2,4-二硝基甲苯(DNT)作为目前世界上应用较为广泛的爆炸物，其造成的环境污染和公共安全隐患给人类带来了巨大的危害，因此，对其的痕量检测得到了人们的高度重视。目前，一些技术已经开始广泛应用于对爆炸物的检测，包括X射线衍射能谱法(EDXRD)、电化学方法、液质连用技术、离子迁移谱技术、拉曼光谱技术以及荧光方法。但是由于这些技术普遍存在高成本、操作复杂、检测耗时长、仪器大型化等缺点，限制了其在现场检测中的应用，很难被推广。

相比较于上述的检测方法，荧光检测方法具有成本低、操作简单、移动性好、灵敏性高和选择性好等优点，此外，荧光方法的检测光源和敏感元件可以植入于手持设备中，更加便于爆炸物的现场检测。目前多种新型的荧光传感材料被合成出来应用到爆炸物检测领域。尤其是荧光共轭聚合物(CPs)材料具有较高的激子迁移率，并且具有“分子导线效应”，受到了人们格外青睐。

目前CPs用于爆炸物检测的主要问题是材料合成复杂、成本高、响应时间长等。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种有机荧光聚合物材料，并通过荧光法实现对DNT快速的、高性能荧光检测。

本发明通过如下技术方案实现：

一种有机荧光聚合物材料，分子主链骨架由单元A与单元B构成，单元A与单元B是通过两个苯的碳碳单键相连接，分子结构式如下：

其中：

所述的单元A为萘、蒽、二苯并喹喔啉或螺芴等，所述的单元B为苯、联苯、苯撑乙烯或芴等，所述的侧链C可以是碳原子个数为p的烷基链、碳原子个数为q烷氧基链、氧原子个数为m的氧基链，其长度可由碳或氧的个数确定，p、q、m为整数，且1≤p、q、m≤20。在同一有机材料中，侧链C可以相同，也可以不同。

进一步地优化筛选，合成化合物TCA，结构式如下所示：

本发明的另一个目的是提供有机荧光聚合物材料在DNT气体检测中的应用。

1.制备薄膜：配制P-TCA溶液的浓度为0.5mg/mL，匀胶机转速为1500r/min，匀胶时间为30s，最后将薄膜真空干燥10min，在基底上得到的薄膜的厚度为8nm，所述的基底可以为玻璃片、石英片或以氧化铟锡(ITO)为代表的半透明光学材料，所述的P-TCA的溶剂可以为N,N-二甲基乙酰胺、N,N-二甲基甲酰胺、乙腈、四氢呋喃、三氯甲烷、二氯甲烷或吡啶，或是上述溶剂的混合；

2.以上薄膜在DNT和TNT硝基类爆炸物检测方面的应用：将DNT或TNT等硝基类爆炸物100mg置于密封的石英池内60min，然后将步骤1中制备的薄膜放入到池中，荧光光谱仪记录在不同时间下的薄膜荧光强度的变化，进而发现爆炸物蒸气能够导致薄膜荧光淬灭。

本发明的有益效果如下：

1.分子中心核具有较大的空间位阻，从而降低了分子之间的堆积，同时该中心核具有较高的发光效率，保证了薄膜高的发光性能。

2.该分子由于具有刚性主链，且共轭程度较大。