一种基于香豆素苯基腙的探针，对NO?具有高度选择性，可用于检测NEPE推进剂的老化情况

《Journal of Photochemistry and Photobiology A: Chemistry》：A probe based on coumarin phenylhydrazone highly selective to NO 2 for the detection of NEPE propellant aging

本研究合成了一种基于香豆素-苯肼酮的荧光探针，实现了对硝酸酯增塑聚醚推进剂老化过程中二氧化氮的非破坏性、高灵敏检测（检测限1.5 ppm），并成功制备薄膜用于现场监测，为推进剂老化评估提供了新方法。

　　在固体推进剂的老化过程中，氮氧化物，尤其是二氧化氮（NO?）的释放已成为衡量其性能变化的重要指标。为应对这一挑战，研究人员致力于开发一种非破坏性、快速且高灵敏度的NO?检测方法。本研究中，一种基于香豆素-苯腙结构的荧光探针被成功合成，该探针在溶液和薄膜状态下均能实现对NO?的高选择性和灵敏度响应。这一成果不仅拓展了NO?检测的适用范围，也为固体推进剂老化监测提供了新的可能性。

目前，NO?的检测方法主要包括电化学传感器、红外光谱技术和半导体传感器等。这些方法虽然在实验室环境中具有较高的灵敏度和快速响应能力，但在实际应用中存在诸多限制。例如，电化学传感器容易受到温度和湿度等环境因素的影响，且由于复杂的制造过程，其长期稳定性和批次一致性难以保证。红外光谱技术虽然具有较高的准确性，但对仪器设备要求较高，难以在复杂环境中实现现场检测。此外，新兴的光电探测器，如钙钛矿基设备，虽然提供了一种经济的解决方案，但其稳定性较差，且在实际应用中缺乏灵活性。

相比之下，荧光探针因其高灵敏度、高选择性和非破坏性特点，被视为一种有前景的替代方案。荧光探针能够实现原位监测，且对样品的需求量较小，这使得其在固体推进剂老化监测中具有显著优势。在本研究中，探针的设计基于香豆素作为发光基团，苯腙基团作为识别位点。这种结构设计使得探针在与NO?反应时能够表现出明显的光谱变化，从而实现对NO?的灵敏检测。此外，探针在薄膜状态下的应用也满足了现场检测的需求，使其具备更高的实用性。

为了验证探针的性能，研究人员首先在溶液状态下进行了实验。通过将探针溶解在二氯甲烷（DCM）中，制备了浓度为10?? mol·L?1的溶液。实验结果显示，探针在与不同浓度的NO?反应后，其吸收和发射光谱均发生了显著的蓝移现象。这种光谱变化不仅能够准确反映NO?的存在，还能通过荧光强度的变化进行定量分析。通过调整反应时间和NO?浓度，研究人员确定了最佳的检测条件，从而确保了探针在实际应用中的可靠性。

在薄膜状态下，探针的性能同样得到了验证。研究人员使用聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）作为成膜剂，通过调节PMMA的用量和探针分子的浓度过制备了适用于现场检测的探针薄膜。实验表明，探针薄膜在与NO?反应时能够表现出良好的选择性，其检测限（LOD）低至1.5 ppm。这一性能指标表明，探针不仅能够检测低浓度的NO?，还能在复杂的环境中保持稳定，从而满足实际应用的需求。

为了进一步理解探针的响应机制，研究人员采用了薄层色谱（TLC）、傅里叶变换红外光谱（FT-IR）和核磁共振（NMR）等多种分析技术。结合理论计算，研究人员揭示了吸收峰和发射峰发生蓝移的原因，以及荧光强度变化的机制。这些研究不仅有助于优化探针的设计，还为未来的应用提供了理论支持。

本研究的创新点在于将香豆素探针首次拓展到固体推进剂老化监测领域。这一突破为非破坏性监测固体推进剂老化提供了新的思路。传统的老化监测方法通常需要破坏样品以获取相关信息，而荧光探针的使用则避免了这一问题，使得监测过程更加安全和高效。此外，探针的高灵敏度和良好的热稳定性也为其在实际应用中提供了保障。

本研究的成果表明，基于香豆素-苯腙结构的荧光探针在检测NO?方面具有显著优势。其在溶液和薄膜状态下的良好响应特性，使得该探针能够适应不同的检测环境。同时，探针的低检测限和高选择性也为其在实际应用中提供了可靠性。这些性能指标不仅有助于提高NO?检测的准确性，还为固体推进剂老化监测提供了新的工具。

综上所述，本研究成功开发了一种基于香豆素-苯腙结构的荧光探针，该探针在溶液和薄膜状态下均能实现对NO?的高灵敏度和选择性检测。这一成果为固体推进剂老化监测提供了新的方法，具有重要的应用价值。未来的研究可以进一步优化探针的性能，探索其在更广泛环境中的适用性，为推进剂的老化监测和安全评估提供更加全面的解决方案。