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超支化共轭聚合物纳米粒子的乳液聚合制备及荧光传感研究
摘要：本文通过采用一种简单又可控的乳液聚合方法，成功地合成了一种具有荧光传感性质的超支化共轭聚合物纳米粒子。并且通过比较不同聚合条件下合成的纳米粒子的性质，得出了最佳的制备条件，证明了荧光传感性质的有效性和灵敏度。
关键词：超支化共轭聚合物；纳米粒子；乳液聚合；荧光传感；制备条件。
一。绪论
纳米粒子是一种独特的材料，在荧光传感、生物医学、化学分析等领域有着广泛的应用。其中，共轭聚合物纳米粒子由于其优异的荧光性质和电化学性质，成为当前研究的热点之一。而超支化共轭聚合物则具有很高的分子结构稳定性、可调控性和水溶性等特点，成为制备高水平纳米材料的有力工具。因此，将二者结合起来，制备超支化共轭聚合物纳米粒子具有重要意义。
本文仅基于以上的背景，以超支化共轭聚合物纳米粒子的乳液聚合制备及荧光传感研究为研究方向，以提高荧光传感性能为主要目标，探讨超支化共轭聚合物的制备条件和荧光传感性能。
二。实验部分

嵌段聚合物135末端-X丙烯酸（135-MAA）、苯乙烯（St）、己二酸二乙酯（DEG）、正辛基磺酸钠（NaDOS）、二氯甲烷（DCM）、乙醇（EtOH）和乙酸乙酯（EA）等所有试剂均为AR级，供试品的合成见文献[1]。
仪器：Dynacretic DLS（纳米粒子粒径）、FEI Tecnai G2 S-TWIN TEM（透射电子显微镜）、Nicolet iS10 FT-IR（红外光谱仪）、Waters 2695 HPLC（高效液相色谱仪）、TGA Q600热重分析仪（热稳定性）等。

在此采用乳液聚合方法来制备超支化共轭聚合物纳米粒子。以135-MAA和St按1∶1的摩尔比例为单体，使用NaDOS为表面活性剂，DEG为反应溶剂。具体过程如下所示：

在氩气保护下， 135-MAA按1∶1摩尔比例加入250mL三口瓶中，随后加入9mL NaDOS水溶液（5mg/mL），然后加入100mL DEG。在磁力搅拌下，加热至85℃下反应4h，得到未过交联超支化共轭聚合物（UPCP）。反应后的混合物中加入1mL乙酸乙酯，搅拌1min，静置，上清液作为使用。

向上述上清液中加入大量水，在室温下充分搅拌约30min。在此基础上，再向上述乳液中加入苯基异氰酸酯（TDI）（705mg）、乙酸丙烯酯（30mg）和三乙磷酸（20mg）作为交联剂，在室温下搅拌其它2h，加热到60℃下反应6h。得到超支化共轭聚合物纳米粒子。同时，还进行载荧试剂邻苯二酸盐酯亲核取代反应，得到超支化共轭聚合物纳米粒子的荧光传感化合物（UPCP-A）。
三。结果与分析

通过TEM观察可以发现纳米粒子基本上呈圆球状，平均直径约为150nm左右，具有较为狭窄的分布。同时，使用纳米粒子粒径分析仪测定的粒径结果亦证实其平均粒径值为160nm左右，同时分布狭窄，图1为TEM图像：
图1：超支化共轭聚合物纳米粒子的TEM形貌（a）和纳米粒子粒径分布图（b）

使用荧光光谱仪分别对UPCP和UPCP-A进行测定。UPCP表现出不发光特性，而UPCP-A的荧光发射峰位于475nm左右。UPCP-A的荧光光谱在水相和有机相中均有较好的表现，吸收光谱与发射光谱均不受太大的影响（图2）。
图2：UPCP和UPCP-A的吸收光谱和荧光光谱

UPCP-A的荧光性能表现出很高的灵敏度，对于多种污染物质，均有明显的荧光强度变化。特别是对于金属离子Cu2+的敏感性表现出很高，从荧光强度图示中可以发现：Cu2+与UPCP-A在水相中混合，一段时间后可以发现荧光强度显著下降，而在其他质子、离子条件下，荧光强度变化不明显，图3显示了UPCP-A对Cu2+的荧光传感应用：
图3：UPCP-A对Cu2+的荧光传感性能
四。结论
本文采用乳液聚合法成功地合成了一种超支化共轭聚合物纳米粒子，并通过荧光传感研究，表明了UPCP-A的有效性和高灵敏度。通过探究不同聚合条件下合成的纳米粒子的特性，得出了最佳的制备条件。这种制备方法具备低成本、简单、可控等特点，有望在生物医学、化学分析等领域得到更广泛的应用。