Yaqin Tian#, Zhen Yan#, Yong Chen, Lizhi Zhang, Ruijuan Wen, Xiaolin Zhu*, Liping Ding*, Yu Fang. https://doi.org/10.1021/acsami.6c05572
氯磷酸二乙酯（DCP）和亚硫酰氯（SOCl2）是重要的有机合成中间体，广泛应用于医药、农药、染料和聚合物等领域。然而，这些化学品同时也是剧毒且易挥发的物质，对公共安全和人类健康构成重大风险。因此，开发针对这些危险蒸气的快速、高灵敏且可现场检测的方法，对于保障环境安全和公众健康具有极其重要的意义。
本研究中，我们设计并合成了一种氮杂环丁烷功能化的酰肼衍生物（DATH），并选择四苯乙烯基醛（TFPE）作为另一构筑单元。通过空气/DMSO界面限域自组装策略，制备了一种自支撑、光滑、厚度与尺寸可调且基底适应性优异的纳米膜。所得纳米膜初始无荧光，但在暴露于DCP和SOCl2蒸气后，显示出显著的荧光增强并伴随明显的发射颜色变化。进一步将该纳米膜集成到实验室自搭建的传感平台中，成功实现了对DCP和SOCl2的实时在线监测。该传感器的响应时间在3.0秒以内，对DCP和SOCl₂的检测限分别为0.52 ppm和1.31 ppt，并在40个循环中表现出优异的重复性。根据DCP和SOCl2与常见干扰物（包括三氟乙酸（TFA）和盐酸（HCl））之间不同的响应动力学，可以实现对DCP和SOCl2的选择性检测。这些结果突显了界面组装荧光纳米膜在快速、区分性检测高危险性蒸气方面的巨大潜力，为环境安全监测与预警应用提供了有前景的解决方案。
图1.（a）氮杂环丁烷酰肼衍生物（DATH）和四醛基四苯乙烯（TFPE）的化学结构及DTT纳米膜在潮湿空气/DMSO界面形成过程的示意图；（b）纳米膜形成过程中涉及的动态共价酰腙缩合反应；（c）DTT纳米膜对DCP和SOCl2蒸气呈现视觉可区分荧光响应的示意图
图 2.（a）纳米膜在暴露于1.32 ppm DCP蒸气时的响应-恢复瞬态曲线；（b）纳米膜对不同浓度DCP蒸气的传感器响应，误差棒代表三次独立测量的标准差；（c）响应强度与DCP浓度之间的线性关系；（d）在相同条件下，纳米膜对饱和DCP蒸气及潜在干扰物的响应对比，插图为纳米膜对部分常见有机溶剂、水、酸性化合物及神经毒剂类似物的响应强度；（e） 薄膜传感器对气态HCl、TFA、SOCl2及DCP的动态响应曲线。所用NH3 为约60000 ppm的饱和蒸气。（注：所有响应均在550 nm波长下监测）
第一作者：陕西师范大学硕士研究生田雅琴、博士研究生闫珍
通讯作者：陕西师范大学丁立平教授、朱晓林副研究员
全文链接：https://doi.org/10.1021/acsami.6c05572
