本文關鍵詞：染料后修飾金屬有機框架用于金屬識別和吸附，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：發(fā)光金屬有機框架(MOFs)是非常有前景的多功能材料,在化學探針、光發(fā)射器件以及生物醫(yī)學領域均有重要的理論和應用價值。MOFs由于其結(jié)構可預測性、良好的微環(huán)境等優(yōu)點,為發(fā)光體的引入并形成固態(tài)發(fā)光材料提供了獨一無二的平臺。引入發(fā)光體的方法主要有鑭系金屬的引入、發(fā)光配體引入以及發(fā)光客體引入三種方法。但是,將有機熒光染料引入到MOFs孔道中仍是一個非常大的挑戰(zhàn)。因為,在MOFs合成過程中引入有機染料往往會影響金屬與有機配體的配位,從而干擾MOFs的形成。而在MOFs合成后,通常只能通過物理吸附來引入有機染料,這就大大降低了發(fā)光MOFs的穩(wěn)定性。本論文基于熒光標記技術,選用常用的熒光標記染料異硫氰基熒光素(FITC),分別對中性類和羧酸類MOFs進行后合成修飾,并對不同的后修飾MOFs性質(zhì)極其在水溶液中金屬識別和吸附中的應用做了進一步的研究。 本論文第一部分是以3-氨基-4,4'-聯(lián)吡啶和4,4’,4”-苯-1,3,5-三-苯甲酸苯作為有機配體與硝酸鋅自組裝,得到了一種新型的帶有氨基官能團的三維大孔MOF晶體：BTPY-NH2。單晶結(jié)構檢測發(fā)現(xiàn),其窗口和空腔直徑分別達到14和27A,空腔占總體積的81.2%。通過核磁、UV-Vis、熒光顯微鏡以及共聚焦激光顯微鏡等手段表征,證實了FITC的成功修飾,修飾率達到wt%=5-10%。對修飾后MOF在金屬識別中的應用進行了研究,發(fā)現(xiàn)其對Ag+檢測具有很好的選擇性和靈敏性,檢測限達到0.1ppm。并探索了MOFs在吸附分離Ag+中的應用,ICP檢測顯示吸附率達到70%。表明這種發(fā)光材料在污水排放監(jiān)測和飲用水凈化領域具有潛在的應用價值。 本論文第二部分是選用已報道的兩種基于2-氨基對苯二甲酸為配體,具有不同空腔和窗口大小的MOFs:NH2-MIL-125(Ti)和UMCM-1-NH2,用FITC對該MOF進行后合成修飾。證實了合適的空腔和窗口大小對于MOF成功后修飾的重要性。NH2-MIL-125(Ti)由于本身窗口小的限制(5A),FITC修飾率不高,修飾率僅為wt%=1.36%。UMCM-1-NH2由于具有較大的窗口尺寸(12A),修飾率達到了wt%=29%。對修飾后的NH2-MIL-125(Ti)在金屬識別中的應用進行了研究,發(fā)現(xiàn)其對Hg2+和Ag+都具有很好的熒光淬滅響應,尤其是Hg2+,檢測限達到了0.3ppm。此外,它對二價金屬離子也有較弱的熒光淬滅響應,而對一價金屬離子基本沒有響應,這可能是由于配體中羧酸陰離子與硫脲識別位點共同作用產(chǎn)生的。
【關鍵詞】：發(fā)光金屬有機框架 后合成修飾 熒光標記 FITC 金屬探針
【學位授予單位】：大連理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2012
【分類號】：O621.1
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 引言8-9
• 1 文獻綜述9-33
• 1.1 金屬有機框架作為發(fā)光材料的優(yōu)勢9-12
• 1.1.1 合成方法簡單9-10
• 1.1.2 結(jié)構可預測性10
• 1.1.3 納米可加工性10-11
• 1.1.4 多功能性11-12
• 1.2 金屬有機框架發(fā)光來源12-19
• 1.2.1 配體發(fā)光12-14
• 1.2.2 鑭系金屬發(fā)光14-18
• 1.2.3 電荷轉(zhuǎn)移發(fā)光18-19
• 1.2.4 客體誘導發(fā)光19
• 1.3 MOFs發(fā)光材料的應用19-32
• 1.3.1 化學傳感器20-25
• 1.3.2 光源器件25-28
• 1.3.3 生物醫(yī)學28-32
• 1.4 熒光標記技術32
• 1.5 本論文的設計思想與研究意義32-33
• 2 基于FITC的中性類MOFs后修飾及其在金屬識別與吸附中的應用33-49
• 2.1 引言33-34
• 2.2 實驗部分34-37
• 2.2.1 實驗儀器及試劑34-35
• 2.2.2 有機配體的合成35-36
• 2.2.3 BTPY-NH_2的合成與晶體結(jié)構測定36
• 2.2.4 bipy-FITC和FITC@BTPY-NH_2的合成36
• 2.2.5 修飾FITC含量的測定36
• 2.2.6 金屬識別實驗和吸附實驗36-37
• 2.3 結(jié)果與討論37-48
• 2.3.1 BTPY-NH_2結(jié)構分析及表征37-41
• 2.3.2 FITC修飾BTPY-NH_2可行性分析及結(jié)果表征41-45
• 2.3.3 FITC@BTPY-NH_2對Ag~+的識別性質(zhì)45-48
• 2.3.4 FITC@BTPY-NH_2對Ag~+的吸附性質(zhì)48
• 2.4 本章小結(jié)48-49
• 3 基于FITC的羧酸類MOFs后修飾及在金屬識別中的應用49-64
• 3.1 引言49-50
• 3.2 實驗部分50-52
• 3.2.1 實驗儀器及試劑50-51
• 3.2.2 NH_2-MIL-125(Ti)和UMCM-1-NH_2的合成51
• 3.2.3 FITC-DMT-NH_2的合成和FITC后修飾51
• 3.2.4 FITC修飾量的測定與金屬識別實驗51-52
• 3.3 結(jié)果與討論52-63
• 3.3.1 NH_2-MIL-125(Ti)和UMCM-1-NH_2的結(jié)構分析及表征52-54
• 3.3.2 NH_2-MIL-125(Ti)和UMCM-1-NH_2后修飾分析及結(jié)果表征54-59
• 3.3.3 FITC@NH_2-MIL-125(Ti)在金屬識別中的應用59-63
• 3.4 本章小結(jié)63-64
• 結(jié)論64-65
• 參考文獻65-74
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表學術論文情況74-75
• 致謝75-76

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