[发明专利]一种多孔共价有机框架材料气体荧光传感器及其制备方法

说明书

本发明属于聚合物荧光材料技术领域，具体为一种多孔共价有机框架材料气体荧光传感器及其制备方法；本发明旨在解决现有技术中荧光传感器灵敏度不高，比表面积小吸附性差的问题；气体荧光传感器为复合于基底上的多孔共价有机框架材料，多孔共价有机框架材料为芳基醛与亚胺类化合物的缩合产物，缩合产物为席夫碱类荧光型共价有机骨架材料；席夫碱COF的骨架结构中含有N原子，与硝基爆炸物作用会有氢键形成，使得HOMO和LUMO轨道发生变化即发生电子转移，而芳基醛作为缩合原料之一可以提高缩合产物检测TNT爆炸物的灵敏度。

技术领域

本发明涉及荧光材料传感器技术领域，具体涉及一种多孔共价有机框架材料气体荧光传感器及其制备方法。

背景技术

近年来，随着恐怖活动在全球呈持续上升态势，其对社会经济、社会安全和稳定的发展产生严重的影响，也严重威胁人民生命健康、财产安全等。目前，对于爆炸物的检测技术较多，例如警犬、离子迁移谱、X射线成像、表面增强拉曼光谱、气相色谱-质谱等以及各种技术都运用于探测爆炸物，然而，警犬由于其工作疲劳性，大型设备仪器又存在着价格昂贵、具有放射源、体积大不方便随身携带等缺点限制了其在实际现场快速检测中的使用。近十多年来，基于荧光猝灭效应的荧光型共价有机骨架材料(Chip On Flex，or，Chip OnFilm)来探测危化品是新兴起来的一项技术，其无放射源、多微孔结构、大比面积、灵敏度高、稳定性好等优点，在气体储存于分离、光电材料等领域具有广阔的应用前景，也吸引着越来越多研究人员的关注。

目前，以荧光猝灭效应为原理的爆炸物探测技术正处于不断发展完善过程中，其高灵敏度的气体荧光传感器主要有以下几种：

1.将传感元素化学结合到易于成膜的分子链上，然后通过旋涂等方式使分子在基底表面成膜，得到薄膜荧光传感器；

2.将含有活性功能基团的分子通过旋涂等方式在基底表面成膜，从而得到荧光薄膜；

3.以化学合成法制备共轭荧光分子或将可聚合的荧光单体与非荧光单体共聚，得到荧光聚合物，然后再以旋涂法制备成膜来获得荧光传感器。

上述荧光传感器都是基于基底成膜的荧光传感器，并且基底表面都不具有多孔结构，只是简单得利用了其平滑的表面，相比自身材料的多孔结构来说，其比表面积小吸附性差。

发明内容

本发明提出一种多孔共价有机框架材料气体荧光传感器及其制备方法，解决了现有技术中荧光传感器都是基于基底成膜的荧光传感器，并且基底表面都不具有多孔结构，只是简单得利用了其平滑的表面，相比自身材料的多孔结构来说，其比表面积小吸附性差的问题。

本实用的技术方案是这样实现的：一种多孔共价有机框架材料气体荧光传感器，所述气体荧光传感器为复合于基底上的多孔共价有机框架材料，所述多孔共价有机框架材料为芳基醛与亚胺类化合物的缩合产物，所述缩合产物为席夫碱类荧光型共价有机骨架材料。

进一步地，所述缩合产物由以下步骤制得：

S1.称取摩尔比为2:1～6:1的三聚氰胺和对苯二甲醛粉末溶于20～25mL二甲基亚砜有机溶剂中，超声30min至粉末完全溶解；

S2.将步骤1所得溶液转移至高压水热反应釜中，置于烘箱中进行热处理，温度为150～200℃，时间为3～6个小时；

S3.将步骤2得到的混合物溶液冷却至室温，通过过滤分离、清洗、干燥得到具有席夫碱网络结构的缩合产物。

本发明还公开了一种基于多孔共价有机框架材料气体荧光传感器的制备方法，包括以下步骤：

S1.称取1～2mg的芳基醛与亚胺类化合物缩合产物溶于有机溶剂或者有机溶剂与水的混合溶剂中，溶液浓度为1～2mg/mL；