[发明专利]一种超分子聚合物及其荧光识别氢氧根离子、二氧化碳气体的应用

说明书

本发明公开了一种超分子聚合物，是由柱芳烃衍生物和双吡啶盐以2:1的摩尔比在DMSO中自组装络合而得。该超分子聚合物在DMSO中呈黄色荧光。在超分子聚合物的DMSO溶液中分别入F^‑，Cl^‑，Br^‑，I^‑，AcO^‑，H₂PO₄^‑，SO₄^2‑，ClO₄^‑，CN^‑，SCN^‑，N₃^‑和OH^‑的水溶液，只有OH^‑的加入能使超分子聚合物溶液的荧光猝灭，因此该超分子聚合物可用于OH^‑的单一选择性荧光识别。在含有OH^‑的超分子聚合物DMSO溶液中分别通入N₂，O₂，H₂，CO₂气体，只有CO₂气体能使溶液的荧光打开，因此超分子聚合物能后续识别空气中的二氧化碳。这种识别性能在离子识别领域具有重要的应用价值。

技术领域

本发明涉及一种基于柱[5]芳烃衍生物的超分子聚合物，主要用于单一选择性识别OH^-及CO₂气体，属于化学合成领域及阴离子检测和气体检测领域。

背景技术

在化学、生物、环境等领域中，离子和分子扮演者重要的角色，对于环境中某些特殊离子或分子的检测与分离至关重要，例如：

酸碱平衡在各种生物过程中起着关键作用。同样在催化剂、传感器、成像剂和质子导电膜等功能材料的开发中也起着重要的作用。如人体正常状态下，机体的pH值应维持在7.3-7.4之间，即略呈碱性。机体pH值若长时间低于7.3，就会形成酸性体质，使身体处于亚健康状态，其表现为机体不适、易疲倦、精神不振、体力不足及免疫力降低等症状。而土壤的酸碱性对植物的生长也起着决定性作用。大多数植物在pH9.0或2.5的情况下都难以生长。植物可在很宽的范围内正常生长，但各种植物有自己适宜的pH。如喜酸植物：杜鹃属、越桔属、茶花属、杉木、松树、橡胶树、帚石兰；喜盐碱植物：柽柳、沙枣、枸杞等。此外，植物对土壤酸碱性敏感的原因，是由于土壤pH值影响土壤溶液中各种离子的浓度，影响各种元素对植物的有效性。对于工业废弃物的排放，在一定程度影响我们生存环境的pH值。因此，检测环境中酸碱性的研究具有重要的意义。

二氧化碳气体在大气层中含量不高，又是必不可少的一种气体成分。在我们的大气循环中，二氧化碳在生物链的新陈代谢中起着关键性的作用。目前，工业、运输、汽车等增加化石燃料的使用产生过量的二氧化碳，这在很大程度上促成了全球气候变化引起温室效应，成为一个重大的环境问题。同时，一些矿井作业和地下作业由于空气对流较少，底层二氧化碳含量过高会对施工人员生命安全带来极大的安全隐患，所以对二氧化碳气体的检测也是至关重要的。

目前，人们已经研发出多种离子/分子检测的方法，并且由于荧光比色法具有操作简便、快捷、灵敏度高等优点，已经发展为离子/分子识别的主要检测手段。然而，在现实生活中，各种对人体有益或有害的离子/分子大都存在于水相中，而所报道的可以对离子进行检测的方法大多是在溶液中进行，对离子/分子的检测也需要专业仪器检测。因此在具体的实施过程中为我们增加了不必要的负担。

柱芳烃衍生物是一类重要的材料载体，在超分子传感器、刺激反应自组装、液晶、药物传递系统、超分子聚合物、跨膜通道和绿色催化等方面的到迅速发展。然而，柱芳烃衍生物在阴离子调控下荧光比色识别二氧化碳方面，目前尚未见报道。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于柱[5]芳烃衍生物的超分子聚合物及其制备方法；

本发明的另一目的是提供该超分子聚合物在单一选择性荧光识别OH^-及继续识别空气中CO₂气体的应用。