课题编号

QN201702

课题名称

荧光功能有机小分子凝胶因子的构筑及其传感性能研究

起止时间

2017.1-2018.12

下达单位

省教育厅

是否验收

是

验收证书编号

冀教科验字[2018]第[529号

课题主要简介：

本项目首先合成了一种可对光、溶剂、超声、热、离子等多刺激因素产生响应的有机功能凝胶因子，光学性质可通过外界物理和化学刺激进行调控，并对有机凝胶因子的溶液和凝胶体系的光学性能进行了详细的研究。光引发的C=N键顺反式结构的变化对萘酰亚胺的内部电荷传输产生重大的影响，对氟离子传感时的荧光信号的输出和结合机理也有所不同。基于萘酰亚胺的溶液和凝胶体系对阴离子的光异构化的传感方式的研究少有报道。

其次，本项目也合成了两种基于苯基脲的稀土介孔杂化材料和干凝胶材料。在材料的合成过程中尝试引入特定光能团实现对特种离子的可视化识别和传感。所得到的荧光功能材料具有优异的发光性能和热稳定性，对氟离子和有机小分子N,N-二甲基甲酰胺具有快速、可视化传感，并对传感机理进行了研究。为荧光功能材料的设计和实用化提供理论和实验依据。

课题主要成果：

（1）成功设计合成了含有C=N和=NNH基团的基于萘酰亚胺的荧光有机凝胶因子，且该凝胶因子具有光致变色的性质。经光照后，该凝胶因子的溶液态和凝胶态均可发生Z-E式的结构转变，在转变过程中伴随着明显的颜色、荧光强度以及发光颜色的变化。在阴离子的选择性识别测试中，Z-和E-式的有机凝胶均可对氟离子具有选择性响应，研究显示两种不同的同分异构体与氟离子结合时呈现出不同的输出信号和结合机理。尤其是E-式的有机凝胶对氟离子呈现出可选择的、可视的以及可逆性的传感。除此之外，该有机凝胶还表现出对超声、热等刺激的多响应性质。

（2）设计合成了制备了基于苯基脲的铕铽(Ⅲ)介孔杂化材料和干凝胶材料。所得到的材料具有良好的荧光性能热稳定性。通过荧光性能的测试，探讨了荧光材料对有机小分子N,N-二甲基甲酰胺和氟离子的选择性识别，并对传感机理进行了研究。

（3）所得三种荧光功能材料在均可实现对分子、离子的可视化识别，在传感领域具有潜在的应用价值，为荧光功能有机材料的设计合成提供了一条新思路。

（4）发表SCI论文3篇，其中，一区文章1篇，二区文章2篇。

论文目录如下：

① Xuelei Pang, Li Li, Yi Wei, Xudong Yu and Yajuan Li，Novel luminescent lanthanide(III) hybrid materials: fluorescence sensing of fluoride ions and N,N-dimethylformamide，Dalton Transactions, 2018, 47,11530–11538. (IF: 4.099)

② Xuelei Pang, Tao Yu, Fengjuan Shen, Xudong Yu, Yajuan Li, Fluorescence sensing offluoride ions and N, N-dimethylformamide by novel luminescent lanthanide(III) xerogels, Journal of Luminescence, 2018, 204, 169–175. (IF: 2.732)

③Xudong Yu∗, Dongyan Xie, Yajuan Li, Lijun Geng, Jujie Ren, Tao Wang, Xuelei Pang∗, Photochromic property of naphthalimide derivative: Selective and visual F− recognition by NSS isomers both in solution and in a self-assembly gel, Sensors and Actuators B, 2017, 251, 828–835. (IF: 4.097)制造资源优化配置[J].中国机械工程,2018,29(07):850-859.

[4]刘平,方忆湘,靳江艳,王军杰.曲面类飞机产品激光跟踪测量工艺规划研究[J].机床与液,2018,46(01):12-16.

[5]刘平,方忆湘,靳江艳,胡海霞.通航曲面产品数字化测量工艺规划[J].组合机床与自动化加工技术,2017(06):154-157+160.

[6]耿翔宇,方忆湘,靳江艳.基于DELMIA的飞机产品三维可视化装配工艺设计[J].机械制造与自动化,2017,46(01):15-18.

[7]Zhang Ruonan, Fang Yixiang*, Jin Jiangyan, Zhang Pengxiang Model Based Assembly Process Planning and Simulation for General Aircraft Products，The 17th International Manufacturing Conference, 2017.12.23-26，Shenzhen, China。

[8]Jiangyan Jin, Yixiang Fang. A Study on Digital Twin-based Complex Product Assembly Process Planning and Implementing Mode, the Proceeding of 2018 Asian Conference on Design and Digital Engineering(ACDDE), Okinawa, Japan, 2018.12.1-3