TAPA的合成及其应用研究毕业论文(3)

Figure 3.2. 1HNMR spectrum of p-TAPA

p-TAPA: 1H NMR (400 MHz, CDCl3): δ = 7.45-7.42 [d, 2H, J = 8 Hz, ArH], δ = 7.42-7.40 [d, 2H, J = 8 Hz, ArH], δ = 7.18-7.16 [d, 2H, J = 8 Hz , ArH], δ = 6.76-6.74 [d, 2H, J = 8 Hz ArH], δ =3.75 [s, 2H, NH];

3.1.2 13C NMR

图3.3. m-TAPA的碳谱

Figure 3.3. 13CNMR spectrum of m-TAPA

m-TAPA:13C NMR (DMSO-d6): 149.07, 140.28, 135.60, 131.36, 129.36, 127.50, 123.99, 114.02, 112.88, 111.75;

图3.4. p-TAPA的碳谱

Figure 3.4. 13CNMR spectrum of p-TAPA

p-TAPA: 13C NMR (DMSO-d6): 152.84, 149.96, 140.07, 131.95, 131.61, 131.14, 128.80, 119.15;

3.2 TAPA的光学性质探究

3.2.1 TAPA的紫外谱图

图3-5. m-TAPA (a) 和 p-TAPA(b) 在不同浓度下的紫外-可见吸收光谱

Figure3-5. UV-visible absorption spectrum toward different concentrations of m-TAPA (a) and p-TAPA(b)

紫外-可见吸收光谱是一项非常有用的技术，用于确定分子间相互作用力，甚至用于区分H-型和J-型自组装聚集模式[21-23 ]。在DMSO溶液中，TAPA浓度-依赖的吸收光谱结果如图3-5a, b 所示。从谱图中看到随着浓度的不断增加

不仅仅伴随着最大吸收峰的增强，也发现m-TAPA在350 nm 处的吸收峰发生了明显的蓝移，这意味着m-TAPA分子间通过H-型π-π堆积形成超分子聚合物。p-TAPA在350 nm处的吸收峰随着浓度的不断增加出现明显的红移，并且在大约380 nm处出现一个肩峰，这说明p-TAPA分子间是通过J-型π-π堆积形成超分子聚合物。在超分子聚合物的自组装形成过程中，π-π堆积是主要的驱动力。

3.2.2 TAPA的荧光谱图

图3-6 m/p-TAPA随浓度变化的荧光谱图 (a); m-TAPA和p-TAPA浓度与发射强度的非线性变化(b，c) Figure 3-6. Change in fluorescence spectra of m/p-TAPA with change in concentration (a); non linear change

in emission intensity with concentration of m-TAPA (b) and p-TAPA(c) ( λex = 360nm)

如图3-6a所示，m-和p-TAPA分别在波长425和430 nm处存在着很强的蓝光发射，并且它们的斯托克位移分别为10nm和5 nm，这表明它们可能具有较强的实际应用价值。通过计算得到m-和p-TAPA的荧光量子产率分别为49%和34%[24]。在m/p-TAPA浓度与荧光发射强度关系的讨论中发现，随着m/p-TAPA浓度的增加，其相应的荧光发射强度增强与浓度呈非线性的增长关系。这一结果

表明，荧光的增强是由于分子聚集引发的，而不仅仅依赖于m/p-TAPA的浓度增大[25]，也就是在溶液中分子间存在着自组装过程最终形成超分子聚合物，从而导致荧光增强。图3-6b,c 分别为相应的m-TAPA和p-TAPA浓度与荧光强度的曲线图。基于以上光物理性质和组装模式的研究，我们最终以m-TAPA为单体的超分

子聚合物作为荧光探针用于金属离子的检测。

第四章 基于水相中检测Cu2+、的荧光探针

Fu3+的m-TAPA

4.1 引言

金属离子大多以微量元素的形式存在于人体内，并且扮演着重要的角色。但由于其含量较少使其的检测较为困难，离子交换色谱分析法、生物化学法、电化学技术和光谱法都可用来检测金属离子，但是用这些方法检测也有许多不足和缺陷，比如高的经济成本、不适合即时或现场监测等。

荧光探针由于设计简单并且对金属离子具有较高的选择性和灵敏度，从而被广泛的运用于金属离子的检测。

4.2 金属离子的荧光测定方法

将5×10-5 mol/L的m-TAPA溶液3ml装入荧光比色皿中，放入荧光分光光度仪检测器，在360nm激发波长下，波长为330 nm-700 nm的范围内记录荧光强度数据。当滴加一定量的Fe3+/Cu2+离子溶液后，m-TAPA聚集体溶液的荧光强度再一次被记录。对其他金属离子进行与上述相同的测试过程。为了便于比较，在添加Fe3+/Cu2+离子溶液之前，m-TAPA聚集体溶液的体积被确定为3 mL，所有的测试都是在室温条件下进行。

4.3 比色识别和选择性

选择性的检测特别是对水体污染的金属离子，通常可通过荧光响应变化和比色响应、紫外等来研究。m-TAPA在乙腈中的浓度为5×10-5 mol/L，所有的金属离子在水溶液中的浓度都是5×10-5 mol/L。

为了能直观的判定m-TAPA聚集体溶液的比色响应变化在识别过程中，我们用不同浓度Fe3+/Cu2+离子，来观察m-TAPA聚集体溶液的颜色变化，以及其他金属离子，例如Mg2+, Zn2+, K+, Ag+, Ni3+, La3+, Li+, Cd+, Sn2+, In3+, Fe2+, Zr4+ 和 Al3+对m-TAPA聚集体的颜色变化影响。

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