高发光活性碳硼烷衍生物的合成、光物理性质与薄膜态传感应用
发布时间：2023-01-04 11:15
近年来,受益于物联网、智能材料、可穿戴技术、智慧生活等理念的提出及其相关产业的兴起,传感技术及相关设备的研究获得了快速发展。作为传感技术中重要的一类,荧光技术以其探测灵敏度高、可设计性强、选择性好、易于阵列化等优势,受到越来越多的关注,并被广泛应用于生命科学、临床医学、食品安全、药物分析、环境科学、工业生产、危险化学品检测等多个领域。在此方面,我们课题组经过近二十年的潜心研究,已经在荧光分子结构设计,敏感薄膜创新制备和便携式概念设备开发等方面积累了丰富的研究经验。其中,SRED系列微痕量爆炸物气相探测设备已商业化,并服务于国防军事、公共安全等领域。因此,立足实验室基础,从化学学科的角度出发,发展优异的荧光分子构筑单元,发现新型的传感模式,解决薄膜基荧光传感研究中面临的一些共性问题和现有技术应用中存在的一些突出问题,实现对复杂样品的有效探测,是本学位论文工作努力要实现的目标。概括来讲,本学位论文首先从荧光传感基元设计入手,将具有三维立体结构的碳硼烷单元引入分子设计中,解决困扰薄膜基荧光传感材料的光化学稳定性、固态发光效率、传质等方面的关键科学问题;其次,在传感模式的解析方面,将吸附-脱附...
【文章页数】：175 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 荧光传感概述
1.1 荧光传感的基本过程及光物理参量
1.1.1 荧光传感的激发态过程
1.1.2 可用于荧光传感的光物理参量
1.1.2.1 荧光强度
1.1.2.2 发射位置
1.1.2.3 光谱形状
1.1.2.4 荧光各向异性
1.1.2.5 荧光寿命
1.1.2.6 相位调制
1.2 荧光传感技术的特点
1.3 荧光传感应用研究
1.3.1 荧光传感应用研究概述
1.3.2 荧光传感在高危化学品检测方面的应用
1.3.2.1 高能危爆品检测
1.3.2.2 化学战剂检测
1.3.2.3 成瘾类药物检测
1.4 总结与展望
论文选题依据和研究思路
第二章 高效苝二酰亚胺固态发光材料及对气相毒品的识别探测
2.1 引言
2.2 实验部分
2.2.1 实验药品
2.2.2 测试仪器和方法
2.2.3 传感薄膜制备
2.2.4 传感性能测试
2.2.5 化合物合成与表征
2.3 结果与讨论
2.3.1 PBI-CB的荧光行为
2.3.2 PBI-CB在溶剂中的聚集行为
2.3.3 传感阵列及毒品测试
2.3.4 动力学识别6种重要毒品样品
2.3.5 双通道传感器及传感性能
2.3.6 检出限与可逆性
2.3.7 理论计算
2.4 本章小结
第三章 芘衍生的荧光传感阵列及对复杂化学品的区分检测
3.1 引言
3.2 实验部分
3.2.1 实验药品
3.2.2 测试仪器和方法
3.2.3 化合物合成与表征
3.3 结果与讨论
3.3.1 Py-PE、Py-CB-Ph和Py-CB-PBI的基本光物理性质研究
3.3.2 Py-CB-PBI的能量转移过程研究
3.3.3 传感薄膜的微观形貌
3.3.4 三组薄膜及对爆炸物、VOCs和毒品的气相传感
3.3.5 三通阵列传感器及传感性能研究
3.3.6 传感机理研究
3.3.7 模拟场景测试
3.4 本章小结
第四章 多色可控固态发光材料及对尼古丁的检测
4.1 引言
4.2 实验部分
4.2.1 实验药品
4.2.2 测试仪器和方法
4.2.3 化合物合成与表征
4.2.4 单晶测量及分析
4.3 结果与讨论
4.3.1 化合物F1-F4的晶体结构及固态发光性能
4.3.2 化合物F1-F4的单晶结构
4.3.3 传感阵列和测试性能
4.3.4 薄膜2对于尼古丁及二手烟的检测
4.4 本章小结
第五章 环境敏感型苝单酰亚胺衍生物的设计、合成及性能研究
5.1 引言
5.2 实验部分
5.2.1 实验药品
5.2.2 测试仪器和方法
5.2.3 化合物合成与表征
5.3 结果与讨论
5.3.1 Ph-CB-PMI的溶剂效应
5.3.2 Ph-CB-PMI的浓度效应
5.4 本章小结
总结
参考文献
附录
致谢
攻读博士学位期间的学术成果
本文编号：3727674
【文章页数】：175 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 荧光传感概述
1.1 荧光传感的基本过程及光物理参量
1.1.1 荧光传感的激发态过程
1.1.2 可用于荧光传感的光物理参量
1.1.2.1 荧光强度
1.1.2.2 发射位置
1.1.2.3 光谱形状
1.1.2.4 荧光各向异性
1.1.2.5 荧光寿命
1.1.2.6 相位调制
1.2 荧光传感技术的特点
1.3 荧光传感应用研究
1.3.1 荧光传感应用研究概述
1.3.2 荧光传感在高危化学品检测方面的应用
1.3.2.1 高能危爆品检测
1.3.2.2 化学战剂检测
1.3.2.3 成瘾类药物检测
1.4 总结与展望
论文选题依据和研究思路
第二章 高效苝二酰亚胺固态发光材料及对气相毒品的识别探测
2.1 引言
2.2 实验部分
2.2.1 实验药品
2.2.2 测试仪器和方法
2.2.3 传感薄膜制备
2.2.4 传感性能测试
2.2.5 化合物合成与表征
2.3 结果与讨论
2.3.1 PBI-CB的荧光行为
2.3.2 PBI-CB在溶剂中的聚集行为
2.3.3 传感阵列及毒品测试
2.3.4 动力学识别6种重要毒品样品
2.3.5 双通道传感器及传感性能
2.3.6 检出限与可逆性
2.3.7 理论计算
2.4 本章小结
第三章 芘衍生的荧光传感阵列及对复杂化学品的区分检测
3.1 引言
3.2 实验部分
3.2.1 实验药品
3.2.2 测试仪器和方法
3.2.3 化合物合成与表征
3.3 结果与讨论
3.3.1 Py-PE、Py-CB-Ph和Py-CB-PBI的基本光物理性质研究
3.3.2 Py-CB-PBI的能量转移过程研究
3.3.3 传感薄膜的微观形貌
3.3.4 三组薄膜及对爆炸物、VOCs和毒品的气相传感
3.3.5 三通阵列传感器及传感性能研究
3.3.6 传感机理研究
3.3.7 模拟场景测试
3.4 本章小结
第四章 多色可控固态发光材料及对尼古丁的检测
4.1 引言
4.2 实验部分
4.2.1 实验药品
4.2.2 测试仪器和方法
4.2.3 化合物合成与表征
4.2.4 单晶测量及分析
4.3 结果与讨论
4.3.1 化合物F1-F4的晶体结构及固态发光性能
4.3.2 化合物F1-F4的单晶结构
4.3.3 传感阵列和测试性能
4.3.4 薄膜2对于尼古丁及二手烟的检测
4.4 本章小结
第五章 环境敏感型苝单酰亚胺衍生物的设计、合成及性能研究
5.1 引言
5.2 实验部分
5.2.1 实验药品
5.2.2 测试仪器和方法
5.2.3 化合物合成与表征
5.3 结果与讨论
5.3.1 Ph-CB-PMI的溶剂效应
5.3.2 Ph-CB-PMI的浓度效应
5.4 本章小结
总结
参考文献
附录
致谢
攻读博士学位期间的学术成果
本文编号：3727674
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