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金属被广泛应用于日常生活和工业中，随着酸雨的增加，金属离子导致的水环境污染日益加剧。金属离子可通过生态系统和食物链进入人体，进而对人类健康可能会产生负面影响，因此实现对金属离子的有效检测显得尤为重要。传统检测金属离子的方法有伏安法、石墨炉原子吸收光谱法和电感耦合等离子体发射光谱法等，但它们存在样品制备复杂、仪器昂贵、操作程序复杂等缺点，限制了其广泛应用。近年来，化学传感器法作为一种高效、便捷、廉价的检测金属离子的方法成为研究热点。然而，现已报道的多数化学传感器难溶于水，需要使用有机共溶剂才能实现对水环境中金属离子的检测，有机共溶剂的使用增加了环境二次污染的可能性，从而限制它们的应用潜能。
本论文分别通过聚合物改性法、可逆加成-断裂链转移（RAFT）共聚合法和胶束辅助法制备了一系列用于检测水环境中金属离子的水溶性化学传感器，主要内容如下：
1、利用聚合物改性法合成了五种基于聚乙二醇的聚合物：萘基席夫碱封端的聚乙二醇（PEGBN）、水杨醛基席夫碱封端的聚乙二醇（PEGBAB）、苯甲酰肼基席夫碱封端的聚乙二醇（PEGBHB）、罗丹明衍生物封端的聚乙二醇（PEGSRh）和荧光素衍生物封端的聚乙二醇（PEGSFl），这些聚合物均表现出良好的水溶性。以这些聚合物作为化学传感器，采用紫外-可见吸收光谱和荧光光谱研究了它们对金属离子的选择性。研究分析表明PEGBN、PEGBAB和PEGBHB均对Al3+表现出良好的选择性，PEGSRh和PEGSFl均能实现对Cu2+和Hg2+的双识别。利用PEGBAB、PEGBHB、PEGSRh和PEGSFl制备成检测试纸探究了它们的实用性。
2、利用N-异丙基丙烯酰胺与呋喃基席夫碱单体的RAFT共聚合制备了呋喃基席夫碱衍生物修饰的聚合物（P(NIPAM-co-AFB)），该聚合物在水中可完全溶解，以其作为传感器，通过紫外-可见吸收光谱和荧光光谱研究了P(NIPAM-co-AFB)对金属离子的选择性。研究结果表明P(NIPAM-co-AFB)可实现对Al3+的选择性检出，具有较高的灵敏度，且检测过程具有可逆性。
3、采用胶束辅助的方法，以席夫碱衍生物（ESB）为识别基团，选用十二烷基硫酸钠（SDS）为载体，制备了可在水中稳定分散的荧光化学传感器ESB/SDS。利用纳米粒度分析仪测试了ESB/SDS与Al3+作用前后的粒径，采用荧光光谱研究了ESB/SDS对金属离子的选择性。研究分析表明ESB/SDS对Al3+具有优良的选择性和抗干扰性，且在较宽的pH值范围内均能实现对Al3+的特异性识别。
本论文分别通过聚合物改性法、可逆加成-断裂链转移（RAFT）共聚合法和胶束辅助法制备了一系列用于检测水环境中金属离子的水溶性化学传感器，主要内容如下：
1、利用聚合物改性法合成了五种基于聚乙二醇的聚合物：萘基席夫碱封端的聚乙二醇（PEGBN）、水杨醛基席夫碱封端的聚乙二醇（PEGBAB）、苯甲酰肼基席夫碱封端的聚乙二醇（PEGBHB）、罗丹明衍生物封端的聚乙二醇（PEGSRh）和荧光素衍生物封端的聚乙二醇（PEGSFl），这些聚合物均表现出良好的水溶性。以这些聚合物作为化学传感器，采用紫外-可见吸收光谱和荧光光谱研究了它们对金属离子的选择性。研究分析表明PEGBN、PEGBAB和PEGBHB均对Al3+表现出良好的选择性，PEGSRh和PEGSFl均能实现对Cu2+和Hg2+的双识别。利用PEGBAB、PEGBHB、PEGSRh和PEGSFl制备成检测试纸探究了它们的实用性。
2、利用N-异丙基丙烯酰胺与呋喃基席夫碱单体的RAFT共聚合制备了呋喃基席夫碱衍生物修饰的聚合物（P(NIPAM-co-AFB)），该聚合物在水中可完全溶解，以其作为传感器，通过紫外-可见吸收光谱和荧光光谱研究了P(NIPAM-co-AFB)对金属离子的选择性。研究结果表明P(NIPAM-co-AFB)可实现对Al3+的选择性检出，具有较高的灵敏度，且检测过程具有可逆性。
3、采用胶束辅助的方法，以席夫碱衍生物（ESB）为识别基团，选用十二烷基硫酸钠（SDS）为载体，制备了可在水中稳定分散的荧光化学传感器ESB/SDS。利用纳米粒度分析仪测试了ESB/SDS与Al3+作用前后的粒径，采用荧光光谱研究了ESB/SDS对金属离子的选择性。研究分析表明ESB/SDS对Al3+具有优良的选择性和抗干扰性，且在较宽的pH值范围内均能实现对Al3+的特异性识别。