本文選題：金屬-有機(jī)框架 + 光致變色　； 參考：《福建師范大學(xué)》2016年碩士論文

【摘要】：光致變色材料以其在光照后能夠發(fā)生顏色變色這一特性,在光學(xué)存儲(chǔ)器、生物熒光探測(cè)、分子開關(guān)、軍事隱蔽偽裝以及光學(xué)防偽識(shí)別等方面都有著廣泛的應(yīng)用。目前這類材料的研究主要集中在有機(jī)-無機(jī)雜化類材料和一些非孔特征的配位聚合物。它們的主體結(jié)構(gòu)往往會(huì)隨著模板劑的變化而改變,難以靈活地從結(jié)構(gòu)上對(duì)光致變色行為和性能進(jìn)行調(diào)控。金屬-有機(jī)框架材料(MOFs)作為一類具有廣泛應(yīng)用前景的配位聚合物,其優(yōu)異的結(jié)構(gòu)可設(shè)計(jì)性和性能可調(diào)特征使其在最近二十年受到了廣泛關(guān)注。本文選擇微孔MOFs為研究對(duì)象,將光致變色紫精類小分子封裝入微孔MOFs,通過改變不同的主體框架和引入不同的紫精分子,調(diào)控不同的主客體間相互作用,設(shè)計(jì)合成了4例具有光致變色行為的MOFs材料。首先,以甲基紫精陽離子(MV2+)作為客體分子,用不同的有機(jī)酸(均苯三甲酸,BTC或聯(lián)苯二甲酸,BPDC)與銦離子構(gòu)建了兩例不同的陰離子MOFs主體框架,[In6(BTC)8]·(MV)3(1)和[In(BPDC)2]2·(MV)·4DMF (2),2中BPDC與MV2+之間存在明顯的π-π相互作用,較好地穩(wěn)定了光生MV+-自由基,觀察到可逆的光致變色行為；而1中由于缺乏主客體相互作用,變色行為不可逆,變色主要起因于光生MV+自由基的生成,同時(shí)伴隨著MV上C-N鍵的斷裂。與此同時(shí),還初步探討了自由基對(duì)氣體吸附性能的影響。其次,對(duì)于同一主體框架,我們合成和引入不同的紫精類陽離子,乙基紫精(EV)和芐基紫精(BzV),獲得[In6(BTC)8]·(EV)3(3)和[In6(BTC)8]·(BzV)3(4)。3具有和1類似的光致變色行為,但是化合物4在室溫下能夠?qū)ψ贤?3650 A)、軟X射線(Cu-Ka,1.5418 A)和硬X射線(Mo-Ka,0.71073 A)三種光均有不同的、可逆的顏色響應(yīng),具有罕見的室溫下肉眼區(qū)分軟/硬X射線的功能。由于單晶數(shù)據(jù)中的芐基紫精被主體框架屏蔽,難以解析,初步推斷大的芐基紫精的引入,賦予化合物4芐基和主體框架之間的相互作用,導(dǎo)致4具有有趣的多波長相關(guān)的光致變色現(xiàn)象。此外,我們還利用1,4,5,8-萘四甲酸酐與5-氨基四氮唑合成的配體構(gòu)筑了一個(gè)結(jié)構(gòu)新穎的二維萘二酰亞胺基光致變色MOFs材料[Zn(DTz-NDI)·(DMF)2] (5),發(fā)現(xiàn)化合物5的光致變色行為對(duì)其熒光性質(zhì)有一定的調(diào)控作用�；谖⒖譓OFs的結(jié)構(gòu)特征和構(gòu)筑原理,本論文為光致變色材料的合成提供了一種設(shè)計(jì)靈活、結(jié)構(gòu)可控、變色性能可調(diào)的新策略。
[Abstract]:Photochromic materials have been widely used in optical storage, biological fluorescence detection, molecular switch, military camouflage and optical anti-counterfeiting recognition due to their ability to change color after illumination. At present, the research of these materials is mainly focused on organic-inorganic hybrid materials and some non-porous coordination polymers. Their main structure often changes with the change of template, so it is difficult to adjust the photochromic behavior and performance flexibly. As a kind of coordination polymers with wide application prospects, metal-organic frame materials (MOFs) have attracted wide attention in the last two decades due to their excellent structural design and adjustable properties. In this paper, we choose microporous MOFs as the research object, encapsulate the small molecules of photochromic purple essence into the micropore MOFs, and regulate the interaction between host and guest by changing different host frame and introducing different purple molecules. Four MOFs materials with photochromic behavior were designed and synthesized. First of all, methyl violet cationic MV2) was used as the guest molecule. Two different anionic MOFs main frames were constructed by using different organic acids (BTC or BPDC) with indium ions. The interaction between BPDC and MV2 in [In6(BTC)8] MV ~ (3 +) and [In(BPDC)2] ~ (2) MV ~ (2 +) 4DMF ~ (2 +) was observed, and the photogenerated MV-free radical was well stabilized. The reversible photochromic behavior was observed, while in the absence of host-guest interaction, the chromotropic behavior was irreversible, which was mainly due to the formation of photogenic MV radical and accompanied by the breakage of C-N bond in MV. At the same time, the effect of free radicals on gas adsorption was also discussed. Secondly, for the same main frame, we synthesize and introduce different virulent cations, ethylViolin (EV) and benzyl Violet (BZV), and obtain [In6(BTC)8] EV3 (3) and [In6(BTC)8] BZV3 (4.3) with photochromic behavior similar to that of 1. However, compound 4 has different and reversible color responses to three kinds of light at room temperature, I. e., UV 3650 A, soft X ray Cu Kaf 1.5418A) and hard X ray Mo-Mo 0. 71073 A), and has the function of distinguishing soft and hard X-rays by naked eye at rare room temperature. Because the benzyl violet in the single crystal data is shielded by the main frame, it is difficult to analyze, so it is preliminarily inferred that the introduction of the large benzyl violet gives the interaction between the compound 4 benzyl and the main frame. Leading to 4 interesting multi-wavelength related photochromic phenomena. In addition, We have also constructed a novel two-dimensional naphthalenediamine photochromic MOFs material [ZnN DTz-NDI] DMF _ (2) O _ (5) by using the ligands synthesized with 5-aminotetramethanoic anhydride and 5-aminotetramethanoic anhydride. It is found that the photochromic behavior of compound 5 is related to its fluorescence properties. A certain regulatory role. Based on the structure characteristics and construction principle of microporous MOFs, this paper provides a new strategy for the synthesis of photochromic materials with flexible design, controllable structure and adjustable discoloration performance.
【學(xué)位授予單位】：福建師范大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：O641.4

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本文編號(hào)：1861533