一种聚乙烯醇荧光纤维膜、制备方法及其应用技术

本发明专利技术涉及一种聚乙烯醇荧光纤维膜、制备方法及其应用，属于荧光材料技术领域。按锍盐前驱体法制备聚对亚苯基亚乙烯聚合物前驱体水溶液，将前驱体与聚乙烯醇按比例配制成纺丝液，通过静电纺丝的方法获得含有前驱体的聚乙烯醇纤维；再经真空条件下加热处理，得到含有聚对亚苯基亚乙烯的聚乙烯醇纤维膜，将纤维膜浸泡在戊二醛/HCl的丙酮溶液中，得到一种最大发射波长为476～487nm的聚乙烯醇荧光纤维膜；将其浸泡在非极性芳香烃中，纤维膜的荧光会出现明显的淬灭，移除芳香烃后的荧光恢复，并对一般非芳香性的溶剂响应极低。本发明专利技术制备的纤维膜表面光滑、荧光性能稳定，将其用作荧光传感材料，具有传感响应性优良、可重复利用的特点。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术涉及一种聚乙烯醇荧光纤维膜、制备方法及其应用，属于荧光材料
。按锍盐前驱体法制备聚对亚苯基亚乙烯聚合物前驱体水溶液，将前驱体与聚乙烯醇按比例配制成纺丝液，通过静电纺丝的方法获得含有前驱体的聚乙烯醇纤维；再经真空条件下加热处理，得到含有聚对亚苯基亚乙烯的聚乙烯醇纤维膜，将纤维膜浸泡在戊二醛/HCl的丙酮溶液中，得到一种最大发射波长为476～487nm的聚乙烯醇荧光纤维膜；将其浸泡在非极性芳香烃中，纤维膜的荧光会出现明显的淬灭，移除芳香烃后的荧光恢复，并对一般非芳香性的溶剂响应极低。本专利技术制备的纤维膜表面光滑、荧光性能稳定，将其用作荧光传感材料，具有传感响应性优良、可重复利用的特点。【专利说明】一种聚乙烯醇荧光纤维膜、制备方法及其应用
本专利技术涉及一种对非极性芳香烃具有响应性的聚乙烯醇荧光纳米纤维及其制备方法，属于荧光传感材料
。
技术介绍
共轭高分子以其特有的分子导线效应带来的高灵敏度，被广泛应用荧光传感材料。大多数共轭高分子用作传感检测材料都是基于不可重复利用的溶液体系，这必将对其大规模应用造成不利影响。此外，在构建共轭高分子的过程中，常常为了达到某种特定的响应而向分子主链引入特定的传感基团，将大大增加合成的难度。自1990年剑桥大学Burroughes等人首次报道了聚对亚苯基亚乙烯(PPV)的电致发光性能以来，PPV类的高分子一直是研究最多的共轭高分子材料之一。静电纺丝技术作为一种制备纳微米级纤维的方法，以其简单易操作，原料用量少，可纺物质多，工艺可控性强等优点，被广大研究人员所应用。但将该工艺应用于制备共轭高分子传感检测材料未见报道。
技术实现思路
本专利技术所要解决的问题是克服现有共轭高分子传感检测材料无法重复利用的不足，提供一种制备方法简单，灵敏度好，可重复利用的对非极性芳香烃具有响应性的荧光纤维膜及其制备方法。实现本专利技术目的的技术方案是提供一种聚乙烯醇荧光纤维膜的制备方法，包括以下步骤:(O采用Wessling锍盐前驱体法制备共轭高分子聚对亚苯基亚乙烯前驱体水溶液； (2)按质量比，聚对亚苯基亚乙烯前驱体:聚乙烯醇为1:90?1:110，聚乙烯醇:水为1:9?1:11，配制纺丝液，采用静电纺丝工艺得到含有前驱体的聚乙烯醇纤维膜； (3)将步骤(2)得到的纤维膜在温度为80?120°C的真空条件下处理后，得到含有聚对亚苯基亚乙烯的聚乙烯醇纤维膜； (4)将步骤(3)得到的纤维膜浸泡于交联液中处理23?25小时，所述的交联液为戊二醛与HCl的丙酮溶液；在真空条件下干燥处理后，得倒聚对亚苯基亚乙烯/聚乙烯醇交联的荧光纤维膜。—种按上述制备方法得到的聚乙烯醇突光纤维膜,它的激发波长为360?420nm,最佳激发波长为395nm ;它的突光发射最大波长为476?487nm。将所述的聚乙烯醇荧光纤维膜作为荧光传感材料，应用于对非极性芳香烃溶剂的检测，包括如下步骤:将聚乙烯醇荧光纤维膜浸没在含有非极性芳香烃的溶液中，荧光纤维膜发生荧光淬灭；用水或乙醇洗去非极性芳香烃试剂后，聚乙烯醇荧光纤维膜的荧光性能恢复。所述的非极性芳香烃为苯或甲苯。本专利技术采用静电纺丝工艺，所得纤维具有较大的比表面积，因此，将这一方法应用在制备荧光传感材料中，可以进一步提高灵敏度。与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于: 1、所使用的荧光共轭高分子合成方法简便，无需对分子进行设计以获取特定的响应性； 2、经过交联的纤维稳定性大大提升，对于水溶液中的离子不敏感，而对非极性芳香烃敏感，这对有机污染物的检测提供了一个简易方法； 3、纤维膜的可重复利用性好，经过水洗或乙醇冲洗，待液体蒸发完全后荧光即可恢复到初始状态，从而在一定程度上减少了浪费。【专利附图】【附图说明】图1是本专利技术实施例1中所用前驱体的合成路线； 图2是本专利技术实施例1中所得含有前驱体的聚乙烯醇纤维膜的SEM照片； 图3是本专利技术实施例1中所得含有PPV的聚乙烯醇纤维膜的SEM照片； 图4是本专利技术实施例1中所得交联PPV/PVA纤维膜的SEM照片； 图5是本专利技术实施例1中交联PPV/PVA纤维膜的荧光激发图谱和荧光发射图谱； 图6是本专利技术实施例1中交联PPV/PVA纤维膜对甲苯的响应情况； 图7是本专利技术实施例1中交联PPV/PVA纤维膜对苯的响应情况； 图8是本专利技术实施例1中交联PPV/PVA纤维膜对甲苯的响应重复情况。【具体实施方式】下面结合附图与实施例对本专利技术技术方案作进一步的阐述。实施例1 本实施例提供一种对非极性芳香烃有响应的荧光纤维膜，其制备步骤及响应性测试过程如下: 1、制备前驱体水溶液 参见附图1，它是本实施例中前驱体的合成路线，向I份对二氯苄中加入2份四氢噻吩基团，将所得产物在氢氧化钠的作用下消除部分四氢噻吩基团，得到前驱体。参照文献(J.Am.Chem.Socl993, 115, 10117-10124 ； European PolymerJournal 43 (2007) 802-807)在无氧条件下合成无侧基单体1.0038g (约2.86mmol)，将其溶于16mL去离子水中，在冰水浴条件下缓慢注入2mL氢氧化钠水溶液(约1.4mol/L)，注入完毕后保持冰水浴条件搅拌I小时，然后将混合物装入截留分子量为3500的透析袋中用去离子水透析24小时，透析液装入玻璃瓶中保留在冰箱中。2、获取前驱体溶液的质量分数 取一个干净的称量瓶，称重为12.4831g，吸取1.3048g前驱体溶液滴在称量瓶内，然后将称量瓶置于冰箱的冷藏层，上盖一烧杯，令水分自然蒸发，然后再度称称量瓶的质量，为12.4909g，差值0.0078g即为溶质的大概质量，由此计算出溶液的质量分数为0.6%。3、制备含有前驱体的聚乙烯醇纤维膜 按质量比，前驱体:聚乙烯醇=1:100，聚乙烯醇:水=1:10的比例配制纺丝液。称取0.6g的聚乙烯醇，50度加热条件下溶解于4.4g去离子水中，冷却至室温后，加入Ig前驱体水溶液，混合均匀后进行静电纺丝操作，纺丝电压10kv，接收距离10cm，注射泵推进速度0.3mL/h，纺丝时间4h，得到含有前驱体的聚乙烯醇纤维。4、制备含有PPV的交联聚乙烯醇纤维膜 将步骤3中所制备的纤维在真空条件下80摄氏度加热一小时，得到含有PPV的聚乙烯醇纤维。参照文献(Environ.Sc1.Technol.2005, 39，7684-7691)配制交联液。首先配制0.0lmol/L HCl的丙酮溶液，然后按照摩尔比HCl:戊二醛=I:10的比例计算出所需戊二醛的量并称量出加入到溶液中，混合均匀后即得到交联液。将含有PPV的聚乙烯醇纤维浸泡在交联液中24小时，然后将纤维置于真空下干燥24小时，即得到交联的PPV/PVA纤维膜。5、交联PPV/PVA纤维的响应性测试 剪取适当大小的交联PPV/PVA纤维膜，用少量双面胶将其沾在石英片上，测试固体荧光激发，获得其最佳激发波长为395nm。将带有纤维膜的石英片放入到石英比色皿中，确保纤维膜对准仪器的入射光路，调整狭缝宽度为3nm，以波长395nm激发得到干态纤维的荧光发射图谱，然后将甲苯(或苯)注入到比色皿中，待纤维被液体浸透后，再以同一波长激发，得本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种聚乙烯醇荧光纤维膜的制备方法，其特征在于包括以下步骤：（1）采用Wessling锍盐前驱体法制备共轭高分子聚对亚苯基亚乙烯前驱体水溶液；（2）按质量比，聚对亚苯基亚乙烯前驱体：聚乙烯醇 为1：90～1：110，聚乙烯醇：水为 1：9～1：11，配制纺丝液，采用静电纺丝工艺得到含有前驱体的聚乙烯醇纤维膜；（3）将步骤(2)得到的纤维膜在温度为80～120℃的真空条件下处理后，得到含有聚对亚苯基亚乙烯的聚乙烯醇纤维膜；（4）将步骤(3)得到的纤维膜浸泡于交联液中处理23～25小时,所述的交联液为戊二醛 与 HCl的丙酮溶液；在真空条件下干燥处理后,得倒聚对亚苯基亚乙烯/聚乙烯醇交联的荧光纤维膜。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：范丽娟，许晓前，缪克松，
申请(专利权)人：苏州大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32