基于Si-C共价键嫁接的Ru(II)二亚胺配合物杂化氧气传感材料的研究

通过分子设计，应用先进方法和技术研究我们设计的基于Si-C共价化学键嫁接的Ru(II)二亚胺配合物硅基有机/无机杂化氧气传感材料。深入研究探针分子与基质的嫁接方式、探针分子的分布、载体孔道微环境、氧气在基质中扩散速率与传感性能之间的关系和内在规律，解决该类材料在氧气浓度检测过程中所面临的配合物脱附所导致的信号不稳难题，改善该类复合杂化材料的光热稳定性，提高灵敏度，延长材料的使用寿命。.本项目的研究处于杂化传感材料研究的前沿并将对于加深对氧气/配合物相互作用机理的理解和认识具有重要的理论价值，特别是对该类氧传感材料的深入研究，将为制备高新技术所需的新型光学氧传感材料提供科学基础和技术依据，并将为其它过渡金属配合物作为探针的氧气传感材料的研究和开发开辟新的途径，所形成的氧气传感材料在工业、环保及水产养殖中氧含量的检测和监控等方面将具有重要的应用价值和广阔的应用前景。

本项目主要研究了共价嫁接Ru(II)二亚胺配合物硅基有机/无机杂化氧气传感材料的合成及性能。通过对1, 10-邻菲啰啉进行有机修饰，合成了几种可水解的有机改性硅酸酯，使其不但能够和过渡金属Ru(II)配位，而且能够与正硅酸乙酯进行水解和共缩聚反应制备共价嫁接的有机-无机杂化材料。我们的研究发展了一种制备共价嫁接Ru(II)二亚胺配合物为探针分子的有机/无机杂化功能材料的方法。通过使用所制备的有机改性硅酸酯为前驱体，在模板剂的结构导向作用下，制备了多种硅基有机/无机杂化氧气传感材料。通过系统的研究发现，共价嫁接样品具有比物理包埋样品更好的光化学稳定性和明显改善的抗脱附效应。所制备的硅基氧气传感材料具有短的响应时间，表明了它们当中的Ru(II)发光分子可以有效地被氧气所猝灭。高的灵敏度可归因于独特的多孔结构有利于氧气在其中的扩散，并最终产生了快速的猝灭响应。我们的结果表明通过水解和共缩聚反应把有机Ru(II)组分共价嫁接到无机材料的骨架上，可以改善杂化材料的光辐照稳定性和抗脱附能力，所获得的光学氧传感介孔材料的性能可以通过改善载体的微相结构进一步提高，具有作为光学氧传感材料研究的潜力。我们还初步获得了一种同时具备氧气传感以及温度传感性能的有机/无机杂化硅基介孔材料。. 作为本研究项目内容的拓展，我们使用Cu(I)配合物为探针分子，以PS为载体，通过静电纺丝方法制备了一种具备明显氧气传感性能的有机/无机杂化材料，研究结果表明，所制备的材料具有稳定的可循环信号。在这种纤维结构中，大部分的Cu(I)探针分子分布在纤维的外表面，从而保证了与氧气较大的碰撞几率，有利于获得良好的传感性能。. 此外，感谢本研究项目的支持，在我们以前的工作基础上，可以继续开展在无机长余辉发光材料方面的研究，并取得了一些结果，包括Eu2+离子掺杂的SrSi2O2N2氮氧化物以及Eu2+激活的Ca8Mg(SiO4)4Cl2氯硅酸镁钙，以及Sm3+掺杂锡酸盐复合氧化物长余辉发光材料。