本文關鍵詞：稀土納米金屬有機框架的形貌調控及其性能研究

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【摘要】：金屬有機框架(MOF)材料是一種新興的有機-無機雜化材料,它是由有機配體與金屬離子通過配位鍵、氫鍵、靜電等相互作用組裝成的一類具有周期性的多維網狀結構材料。金屬有機框架材料的功能除了與尺寸息息相關之外,還與它的形貌關系重大。因此,要提高金屬有機框架材料的適用性和可靠性,需要金屬有機框架材料結構、尺度和形貌可控。本論文基于鑭系金屬Eu和Tb配合物{[Eu2(MFDA)2(HCOO)2(H2O)6]·H2O}n(H2MFDA=9,9-二甲基芴-2,7-二羧酸)和TbBTC(H3BTC=均苯三甲酸),通過一系列實驗手段,得到了具有不同形貌和尺寸的MOF材料,并研究了它們的熒光傳感性能。主要內容如下:1.在化學溶液合成系統(tǒng)中,納米晶體的形貌均一性與反應過程中反應物、溶劑、添加劑、以及溫度等息息相關。我們采用表面活性劑和基片協同作用的化學溶液法合成了形貌均一的MOF納米盤。當表面活性劑SDS存在時,我們在支撐基片上得到了{[Eu2(MFDA)2(HCOO)2(H2O)6]·H2O}n納米六棱盤(Eu-MFDA HN D_dh=失水狀態(tài)下的Eu-MFDA納米六棱盤,H2MFDA=9,9-二甲基芴-2,7-二羧酸)。如果不添加基片,得到的是有缺陷的六棱盤和不規(guī)則的納米小顆粒的混合物。表面活性劑在縮小晶體尺寸和調控形貌上都起到了很大的作用。而基片促進了進一步的融合,最后有效的合成了形貌均一的Eu-MFDA納米六棱盤。2.研究發(fā)現,Eu-MFDA納米六棱盤的良好的發(fā)光特性使得其對2,4-DNT的檢測效率比其相同晶型的塊晶明顯增強。除了對2,4-DNT的檢測之外,該材料對其它爆炸物,比如PA、1,4-DNB、2,6-DNT、2-NT、4-NT、2,4-DNT、1,3-DNB、DMNB、NM,也有明顯響應,相應的猝滅效率分別為93%、66%、52%、43%、43%、42%、38%、17%、8%(5×10-4 M)。此外,Eu-MFDA HND_dh所制備的發(fā)光薄膜可對PA和2,4-DNT溶液實現方便快速檢測。3.在液相體系中,通過改變表面活性劑以及改變反應溫度實現了對Tb BTC納米晶體形貌和尺寸的調控,得到了不同尺寸的TbBTC納米線,該納米線對硝基爆炸物顯示了優(yōu)異的檢測性能。
【關鍵詞】：金屬有機框架 表面活性劑 納米材料 熒光檢測 硝基爆炸物
【學位授予單位】：南京郵電大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：O641.4;O657.3
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第一章 緒論8-22
• 1.1 納米金屬有機框架材料8
• 1.2 納米金屬有機框架材料的制備8-14
• 1.2.1 溶劑熱法8-10
• 1.2.2 超聲波法10-11
• 1.2.3 微波輔助合成法11-12
• 1.2.4 反向微乳液法12-13
• 1.2.5 化學沉淀法13-14
• 1.2.6 模板法14
• 1.3 納米金屬有機框架材料的形貌、尺寸調控14-16
• 1.4 納米金屬有機框架材料的應用16-20
• 1.4.1 傳感器件16-17
• 1.4.2 氣體吸附和分離17-18
• 1.4.3 催化18-19
• 1.4.4 光電器件19-20
• 1.5 論文的主要設計思路、主要研究內容、創(chuàng)新之處20-22
• 1.5.1 稀土金屬有機框架簡介20
• 1.5.2 論文設計思路及主要研究內容20-21
• 1.5.3 本論文的創(chuàng)新之處21-22
• 第二章 EuMFDA納米結構的可控合成22-32
• 2.1 引言22-23
• 2.2 實驗部分23-24
• 2.2.1 原料與試劑23
• 2.2.2 制備23-24
• 2.2.3 影響因素探究24
• 2.2.4 儀器24
• 2.3 結果與討論24-31
• 2.3.1 納米六棱盤的形貌及表征24-26
• 2.3.2 納米六棱盤的生長機理26-31
• 2.4 本章小結31-32
• 第三章 EuMFDA納米六棱盤的光學性能32-39
• 3.1 引言32
• 3.2 實驗部分32-34
• 3.2.1 原料與試劑32-33
• 3.2.2 熒光傳感性能測試方法33
• 3.2.3 儀器33-34
• 3.3 結果與討論34-38
• 3.3.1 納米六棱盤對硝基爆炸物溶液的檢測34-38
• 3.3.2 薄膜熒光檢測38
• 3.4 本章小結38-39
• 第四章 TbBTC納米線合成及其傳感性能研究39-49
• 4.1 引言39
• 4.2 實驗部分39-42
• 4.2.1 原料與試劑39-40
• 4.2.2 TbBTC的合成40-41
• 4.2.3 熒光傳感性能測試41
• 4.2.4 儀器41-42
• 4.3 實驗結果及討論42-48
• 4.3.1 反應溫度的影響42-43
• 4.3.2 表面活性劑的影響43-44
• 4.3.3 TbBTC納米線的熒光傳感性能44-48
• 4.4 本章小結48-49
• 第五章 總結與展望49-51
• 參考文獻51-57
• 附錄1 攻讀碩士學位期間撰寫的論文57-58
• 附錄2 攻讀碩士學位期間申請的專利58-59
• 附錄3 攻讀碩士學位期間參加的科研項目59-60
• 致謝60

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1 徐丹丹;稀土納米金屬有機框架的形貌調控及其性能研究[D];南京郵電大學;2016年

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本文編號：1132821