超支化聚合物-树枝状二氧化硅荧光复合微球的制备及对 Pb2+/Hg+离子的检测
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青海省应用与基础研究项目(2024-ZJ789)


Preparation of Hyperbranched Polymer-Dendritic Silica Fluorescent Composite Microspheres and Detection of Pb2+/Hg+ Ions
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    摘要:

    在树枝纤维状纳米二氧化硅(DFNS)的表面引入荧光探针可赋予其识别和吸附重金属的能力。 文中开发了一种兼具高灵敏度检测与高效吸附功能的智能复合材料,实现了重金属污染“检测-吸附”一体化治理。 文中利用 St?ber法合成 DFNS,经乙烯基三乙氧基硅烷(VTES)表面修饰,引入 C=C 双键(DFNS-VTES)。 在萘酰亚胺( Naph)与苯并噻唑(BT)分子中引入 C=C 双键,并同步合成含 C=C 双键的 RAFT 链转移剂(CTA)。 通过可逆加成-断裂链转移(RAFT)乳液聚合,将 Naph,BT 与 CTA 共聚,制得荧光超支化聚合物(FL-HBP)。 基于 Heck 反应将 FL-HBP 共价接枝至 DFNS-VTES 表面,获得复合探针 FL-HBP-DFNS。 该探针对 Pb2+和 Hg+呈现荧光“开启”效应,检测限(LOD)分别达 7.34 nmol / L 和 22.94 nmol / L。 探针对 Pb2+的吸附效率为 94.6% ,最大吸附量为 89.7 mg / g。 FL-HBP-DFNS 实现了“检测-吸附”一体化,为重金属污染治理提供了新型智能材料,尤其适用于工业废水实时监控与修复。

    Abstract:

    The introduction of fluorescent probes on the surface of dendritic fibrous nano-silica (DFNS) will give it the ability to recognize and adsorb heavy metals. The purpose of this study is to develop an intelligent composite material with high sensitivity detection and efficient adsorption function to realize the “ detectionadsorption” integrated treatment of heavy metal pollution. In this paper, DFNS was synthesized by St?ber method and modified with vinyltriethoxysilane (VTES) to introduce C=C double bond (DFNS-VTES). The C=C double bond was introduced into the structure of naphthalimide (Naph) and benzothiazole (BT), and the RAFT chain transfer agent ( CTA ) containing C=C double bonds was synthesized synchronously. Fluorescent hyperbranched polymer ( FL-HBP) was prepared by reversible addition-fragmentation chain transfer ( RAFT) emulsion polymerization of Naph, BT and CTA. Based on the Heck reaction, FL-HBP was covalently grafted onto the surface of DFNS-VTES to obtain a composite probe FL-HBP-DFNS. The probe show a fluorescence“turn-on” effect on Pb2+ and Hg+, and the detection limits are 7.34 nmol / L and 22.94 nmol / L, respectively. The adsorption efficiency is 94.6% and the maximum adsorption capacity is 89.7 mg / g. FL-HBP-DFNS realizes the integration of “detection-adsorption”, and providing a new type of intelligent material for the treatment of heavy metal pollution, especially for the real-time monitoring and targeted repair of industrial wastewater.

    参考文献
    相似文献
    引证文献
引用本文

刘 程, 赵凌怡, 程新建.超支化聚合物-树枝状二氧化硅荧光复合微球的制备及对 Pb2+/Hg+离子的检测[J].高分子材料科学与工程,2026,42(4):136-147. Cheng Liu, Lingyi Zhao, Xinjian Cheng. Preparation of Hyperbranched Polymer-Dendritic Silica Fluorescent Composite Microspheres and Detection of Pb2+/Hg+ Ions[J]. Polymer Materials Science & Engineering,2026,42(4):136-147.

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