有机-无机复合纳米材料的传感应用及机理

有机-无机杂化复合纳米材料可以在微观尺寸上将有机和无机组分相结合,使复合材料兼具两种组分的优点,实现所需的性能或功能,因此成为材料学的研究热点之一。本文以有机荧光染料罗丹明、三苯胺和金属配合物发光材料为母体,制备出一系列对汞离子、铜离子、铁离子等常见金属离子具有明显光谱响应的探针类材料并选取合适的支撑基质组装成有机-无机复合材料,实现了对金属离子和一些阴离子的目视比色传感。不同离子的加入及加入顺序都会对探针类材料的吸收及发光光谱造成明显的变化。以不同的金属离子或氧气作为输入值,以吸收强度/发光强度作为输出值,模拟了分子水平的逻辑门,拓展了这些材料的应用。为了解决背景荧光干扰,我们利用六角相的β-NaYF4纳米晶为激发源,采用二氧化硅进行包覆,然后将荧光探针分子固载到二氧化硅表面,得到了对金属离子具有传感性能的核壳型的上转换纳米复合材料。在近红外激发下能够显示明亮的上转换绿光发射,同时对金属离子具有较好的选择性、较高的灵敏度,并且其荧光强度表现出对汞离子浓度的线性响应。这种纳米复合材料的上转换光学性质、汞离子传感性能使它们在分析化学、生物化学等领域有潜在的应用价值。     

改性芳纶/聚苯胺复合导电纤维的制备

以聚对苯二甲酰对苯二胺(简称芳纶,PPTA)纤维为基材,使用环氧氯丙烷(ECP)对PPTA表面进行有机修饰,得到了ECP改性的PPTA纤维(ECP-PPTA),然后使苯胺单体在ECPPPTA表面接枝聚合,制备了ECP-PPTA/PANI复合导电纤维。用傅里叶变换红外分光光度计(FT-IR)、扫描电子显微镜(SEM)、热重分析仪(TGA)及X射线衍射分析仪(XRD)等分析测试方法对ECP-PPTA及ECP-PPTA/PANI复合导电纤维进行了表征。结果表明:PPTA经ECP改性后,PANI成功接枝在PPTA表面,制备的ECP-PPTA/PANI复合导电纤维的电阻率低于PPTA/PANI纤维的,其室温电阻率最低为0.32MΩ·m。