含铱配合物的磷光介孔化学传感器的制备及其性能

设计合成一系列含杂化偶联基团的铱磷光配合物探针，通过溶胶－凝胶方法，在模板剂的作用下使铱磷光探针均匀和共价地联接于介孔杂化材料主体之中，制备出能用于氧气、阳离子、金属离子、氟离子、糖分子和DNA分子传感的新型磷光介孔化学传感器。并测试这些器件的传感性能，揭示配合物结构、制备条件以及介孔形貌对性能的影响规律，阐明这些磷光介孔化学传感器对被分析物响应的机理。本项目将有助于解决目前小分子铱配合物探针难以器件化和用高分子材料作基质时不易生成多孔结构及容易变型等问题，为设计新型光化学传感器提供更多的实验依据和理论支持，并推进环金属铱配合物在实时分析方面的更广泛应用。

设计合成了一系列用于离子和pH值传感的铱配合物磷光探针。独创性地利用具有含硫副配体的环金属铱配合物与汞离子的配体交换反应实现了对汞离子和乙腈的比率计型传感，汞离子的检测限能到达10-6M -10-7M范围，有较好的实际应用前景，明确了传感机理和构效关系；通过精细调节主配体和含硫副配体的结构，还实现了这类铱配合物对银离子的高选择性和高灵敏度传感，检测限能达到10-7M，有较好的实际应用前景；研究了以苯并噻唑衍生物为主配体的环金属铱配合物的汞离子传感性能，发现随主配体上硫原子增加，铱配合物探针对汞离子传感的选择性有所降低。同时副配体也对传感有较大影响，乙酰丙酮副配体易于在汞离子作用下被脱除，而吡啶-2-甲酸配体则不会被脱除；通过在铱配合物副配体上引入冠醚基团实现了对钴离子的传感，而在副配体上引入活波氢则能够实现对氟离子的传感；利用环金属铱配合物主配体上酸酐或羧基在pH值不同时以不同形式存在，同时铱配合物具有不同光电性质的特点，制备了系列pH值传感器，这类传感器在碱性条件下荧光强，酸性条件下荧光弱。铱配合物上酸酐或羧酸酯基的水解则会同时造成发射波长和荧光强度的巨大变化，有做pH光开关的潜力。. 通过烯巯加成反应和溶胶凝胶方法制备了一系列从绿光到红光发射的铱配合物杂化材料。杂化后，发光基团被有效分散到杂化的基体之中，使发光基团的聚集减少，降低了发光基团由于聚集产生的发射波长红移和谱带变宽，减少了能量的损耗，提高了铱配合物发光基团的发光效率。在模板剂存在下成功制备出SBA-15介孔杂化发光材料，该材料对氧气有较好的传感性能，氧气的对介孔材料的发光淬灭符合Stern-Volmer方程，该类材料有望应用于便携式氧气传感器中。