用于TNT蒸气检测的荧光纳米纤维膜制备及传感性能研究

【摘要】本文以专一、快速检测硝基芳香爆炸物（以TNT为代表）蒸气为导向，采用静电纺丝方法，制备了多种荧光纳米纤维膜，从理论及实验方面系统的研究了这些荧光纤维膜对硝基芳香爆炸物蒸气的检测性能。本论文的主要研究内容如下：1.采用静电纺丝方法，以PVP（聚乙烯吡咯烷酮）为高分子、芘为荧光分子制备了APTS（3-氨丙基三乙氧基硅烷）和rGO（还原氧化石墨烯）共同修饰的荧光纳米网状纤维膜。该荧光网状纳米纤维膜对硝基芳香爆炸物的饱和蒸气有很好的荧光响应。研究发现，APTS的活性氨基可以与硝基芳香爆炸物形成稳定的复合物，能够实现对硝基芳香爆炸物的专一识别；rGO能与芘和硝基芳香爆炸物形成π-π堆垛，可以加快电子传输，能够实现对硝基芳香爆炸物爆炸物的快速检测。2.从调节纤维结构和快速检测硝基芳香爆炸物的角度出发，采用静电纺丝方法，以PS(聚苯乙烯)为主流体、芘为荧光分子，通过调控静电纺丝时的温度、湿度、PS的量和溶剂等条件制备了APTS修饰的多孔荧光纳米纤维。该多孔荧光纳米纤维对硝基芳香爆炸物的饱和蒸气具有良好的荧光响应。研究发现：这种多孔结构能增加芘与硝基芳香爆炸物的接触机率；另外，APTS可以实现对硝基芳香爆炸物蒸气的专一识别。3.从荧光分子的稳定性和快速检测硝基芳香爆炸物的角度出发，以PS为主流体、二水合醋酸锌为前驱体，通过静电纺丝、晶种生长和水热生长等步骤制备APTS修饰的氧化锌荧光纳米纤维膜。该多孔荧光纳米纤维具有良好的稳定性，并对硝基芳香爆炸物的饱和蒸气表现出了很高的灵敏度。研究发现：多级的氧化锌荧光纳米纤维膜具有大的比表面积，与硝基芳香爆炸物有很多的作用位点；在氧化锌纳米线表面上修饰的APTS能够实现对硝基芳香爆炸物蒸气的专一富集。综上所述，采用荧光淬灭方法检测硝基类爆炸物的研究具有重要的理论意义和极大的应用价值。
【作者】郭林娟；
【导师】郑学仿；祖佰祎；
【作者基本信息】大连大学，物理化学，2014，硕士
【关键词】静电纺丝；荧光淬灭；纳米纤维膜；硝基芳香爆炸物；

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