本发明专利技术提供了一种荧光性聚萘，在硝基烷烃体系中，以路易斯酸为催化氧化剂将萘单体通过一步法聚合成无定型态粉末状聚萘。具有操作简单，制备成本低，易于工业化批量生产等优势。本发明专利技术制备的聚萘具有明确的线性结构特征，聚合度在3～29范围内。该聚萘是蓝色荧光发射体，发光能力远远强于萘单体，由其构建的Fe3+猝灭型荧光化学传感器，可以实现10-6mol/L～10-3mol/L浓度范围内的Fe3+离子的传感探测。而且抗干扰能力强，碱金属离子、碱土金属离子和过渡金属离子如Hg2+、Co2+和Pb2+等对其探测均无实质性影响。该聚合物在化学化工、传感探测和分析测试等领域具有广泛的应用前景。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于分析化学领域，具体涉及发光性的聚萘及其合成方法与探测铁离子浓度的用途。
技术介绍
在稠环芳烃聚合物中，聚萘是研究得最早、最具应用前景的聚合物之一。聚萘的合成可以追溯到上世纪60年代，那时，日本科学家Kovacic Peter在使用Lewis酸如 FeCl3 (Kovacic P, Koch F W. Polymerization of benzene to p-Polyphenyl by ferric chloride.J.Org.Chem. ,1963,28(7) :1864-1867)> MoCl5(Kovacic P, Lange R M.Polymerization of benzene to p-polyphenylby molybdenum pentachloride. J. Org. Chem. , 1963,28(4) :968-972) > AICI3-CuCI2 (Kovacic P, Kyriakis A. Polymerization of benzene to p-Polyphenyl by aluminum chloride—cupric chloride. J. Am. Chem. Soc. ,1963,85 :454-458)等为催化氧化剂对苯进行氧化脱氢缩聚获得聚苯的基础上，又率先使用这一方法通过I^eCl3催化氧化合成了聚萘(Kovacic P，Koch F W. Couplingof naphthalene nuclei by lewis acid catalyst-oxidant. J. Org. Chem. ,1965,30 3176-3181)。不过，如此获得的聚萘分子量很低，还不能算是真正意义上的聚合物。与其说是合成了聚萘，倒不如说是专利技术了二联萘和三联萘制备的新工艺，因为就获得二联萘和三联萘而言，该合成方法与当时合成步骤最多可达11步的二联萘和三联萘制备工艺相比具有明显的优势。现在人们所言的聚萘，已不再是这种低分子量的齐聚萘，其合成手段也更趋多样化，如电化学合成方法近年来也被广泛采用(Hara S，Toshima N, Electrochemical polymerization ofnaphthalene using a composite electrolyte of aluminum chloride and copper (I) chloride. Chem. Lett.，1990，19 :269-272 ；Huang Z Μ, Qu L Τ, Shi G Q, et al.Electrochemical polymerizationof naphthalene in the electrolyte of boron trifluoride diethyl etherate containing trifluoroaceticacid and polyethylene Glycol oligomer. J. Electroanal. Chem.，2003，556 :159-165)。可以说，聚萘的研究工作在经历了上世纪七八十年代的沉寂之后，最近又活跃起来。然而，各种不同合成方法虽都具有其独特优势，但也同时存在亟需解决的问题。如路易斯酸氧化脱氢缩聚法虽然操作简单， 易于工业化生产，但目前还未获得一定高聚合度的聚萘。镍(II)络合物催化格氏试剂中介法虽然可以获得相对分子量较高的、结构确定的聚萘，但合成方法过程冗长，催化剂价格不菲。如何高效简单合成出一定聚合度的聚萘并拓宽其功能性是一个具有挑战性的工作。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种发射荧光性的聚萘及其合成方法，将其用作铁离子探测的荧光化学传感器。本专利技术采用化学氧化法在硝基烷烃体系中，以路易斯酸为催化氧化剂将白色的片状结晶态萘单体通过一步法聚合成深色的无定型态粉末状聚萘。这种聚萘是一种具有高度共轭结构的聚合物，其分子中富含流动性电子，且这种电子极易与亲电子分析质作用，使其荧光猝灭，从而建立起铁离子荧光化学传感器。本专利技术采用的具体技术方案如下一种荧光性聚萘，其结构式如下权利要求1. 一种荧光性聚萘，其结构式如下2.如权利要求1所述的荧光性聚萘的制备方法，包括步骤将萘单体与路易斯酸在有机溶剂中发生聚合反应，反应结束后，所得沉淀物经过滤、洗涤、烘干后获得聚萘粉末。3.如权利要求2所述的荧光性聚萘的制备方法，其特征在于，萘单体在有机溶剂中的浓度为20mM 80mM ；路易斯酸与萘单体的摩尔比为3 1 15 1。4.如权利要求2所述的荧光性聚萘的制备方法，其特征在于，聚合反应时间为1 50 小时，聚合反应温度为10 80°C。5.如权利要求2-4中任一所述的荧光性聚萘的制备方法，其特征在于，所述路易斯酸选自三氯化铁、三氯化铝和五氯化钼；所述有机溶剂选自硝基甲烷、硝基乙烷和乙氰。6.如权利要求1所述的荧光性聚萘的用途，其特征在于，所述荧光性聚萘用于探测铁离子浓度。7.如权利要求6所述的荧光性聚萘的用途，其特征在于，所述铁离子浓度为 5. OX 1(Γ6ι ο 1/L 1. OXlO^nol/L。8.一种聚萘溶液荧光化学传感器，为将如权利要求1所述的荧光性聚萘溶于有机溶剂中制得。9.如权利要求8所述的聚萘溶液荧光化学传感器，其特征在于，所述有机溶剂选自四氢呋喃、二甲基亚砜和N-甲基吡咯烷酮。10.如权利要求8或9所述的聚萘溶液荧光化学传感器，其特征在于，所述荧光性聚萘在有机溶剂中的浓度为5-200mg/L。全文摘要本专利技术提供了一种荧光性聚萘，在硝基烷烃体系中，以路易斯酸为催化氧化剂将萘单体通过一步法聚合成无定型态粉末状聚萘。具有操作简单，制备成本低，易于工业化批量生产等优势。本专利技术制备的聚萘具有明确的线性结构特征，聚合度在3～29范围内。该聚萘是蓝色荧光发射体，发光能力远远强于萘单体，由其构建的Fe3+猝灭型荧光化学传感器，可以实现10-6mol/L～10-3mol/L浓度范围内的Fe3+离子的传感探测。而且抗干扰能力强，碱金属离子、碱土金属离子和过渡金属离子如Hg2+、Co2+和Pb2+等对其探测均无实质性影响。该聚合物在化学化工、传感探测和分析测试等领域具有广泛的应用前景。文档编号C08G61/10GK102225993SQ20111010213公开日2011年10月26日 申请日期2011年4月22日 优先权日2011年4月22日专利技术者李新贵, 高鹏, 黄美荣 申请人:同济大学本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种荧光性聚萘，其结构式如下：其中，ｍ和ｎ均为整数，且ｍ＋ｎ＝１～２７。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：黄美荣，李新贵，高鹏，
申请(专利权)人：同济大学，
类型：发明
国别省市：31
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