自组装法制备分子印迹导电聚苯胺纳米粒子及其在传感器中的应用

本项目拟融合分子自组装（双亲性聚合物胶束）、纳米技术（导电聚苯胺纳米粒子）和分子印迹技术，利用双亲共聚物自组装形成的胶束作为模板在水相中合成导电聚苯胺纳米粒子的同时赋予其专一识别性的分子印迹功能，来制备新型分子印迹导电聚苯胺纳米粒子，并将其固载在电极表面形成分子印迹敏感膜，将分子印迹聚合物的选择性识别、纳米材料的大比表面积性与导电聚苯胺的电子传递和信号放大功能结合起来，通过结构优化来构建高选择性与高灵敏性电化学传感器。通过调节胶束的形态、大小与分布来实现对分子印迹导电聚苯胺纳米粒子水相中的可控制备，并进一步对所构建的传感器的性能进行调控，建立分子印迹导电聚苯胺纳米粒子的制备条件-微观结构-传感器性能之间的关系。该项目的研究不仅为分子印迹纳米材料的水相可控制备提供一个新方法，还为高性能分子印迹电化学传感器的制备提供一个新思路，符合绿色、高效、便捷的理念。

本项目将大分子自组装与分子印迹技术结合制备了新型分子印迹聚苯胺纳米粒子，并将其固载在电极表面形成分子印迹敏感膜来制备分子印迹传感器，探索了自组装过程中双亲聚合物的结构参数、组装条件对所得分子印迹导电聚苯胺纳米粒子的大小、分布、形态、印迹效果以及所构建传感器性能的影响。结合了分子印迹聚合物的选择性识别、纳米材料的大比表面积性与导电聚苯胺的电子传递和信号放大功能，并通过结构优化，本项目最终制备了高选择性与高灵敏性电化学传感器。研究结果如下：.（1）合成了一系列带有磺酸或羧酸的双亲聚合物，以这些双亲聚合物在水中自组装形成的胶束为模板，通过苯胺单元在胶束内部的原位聚合得到了分子印迹聚苯胺纳米粒子，通过对双亲聚合物的结构参数、组装条件的调控实现了对聚合物胶束模板以及分子印迹聚苯胺纳米粒子的大小、形态以及印迹效率的控制。.（2）直接将双亲聚合物与聚苯胺在含有印迹分子的选择性溶剂中进行复合共组装得到了分子印迹聚苯胺纳米粒子，考察了双亲聚合物的结构参数、组装条件对分子印迹聚苯胺纳米粒子的大小、形态以及印迹效率的影响。提出了一条新的制备纳米结构分子印迹材料的方法。.（3）将分子印迹聚苯胺纳米粒子固载在电极表面构筑了分子印迹电化学传感器，以扑热息痛作为印迹分子，通过一系列电化学手段来研究其在分子印迹敏感膜上的电化学行为，从而对传感器的灵敏性、选择性、检测范围与稳定性进行考察，发现双亲聚合物的结构、分子印迹聚苯胺纳米粒子的大小、形态与分布都对传感器的性能有直接的影响。最后通过结构优化实现了对扑热息痛的有效识别与高效检测，获得了同时具有高选择性和高灵敏性的传感器。