基于含咪唑羧酸配體構(gòu)筑的發(fā)光配位聚合物的合成、結(jié)構(gòu)及熒光探針性質(zhì)研究
發(fā)布時間：2021-06-11 04:32
本論文以1-氫-咪唑-4,5-二羧酸（H3imdc）和2-（2’-吡啶）-苯并咪唑-5-羧酸（Hpbca）為主要配體,通過調(diào)節(jié)金屬鹽比例、溫度、時間等在水熱/溶劑熱條件下進(jìn)行自組裝設(shè)計合成了7個配位聚合物,通過紅外、元素分析、X-射線單晶衍射、X-射線粉末衍射、熱重、紫外可見光譜、熒光光譜等對其進(jìn)行了結(jié)構(gòu)解析和性質(zhì)表征,重點研究了這些配位聚合物作為一些無機離子、硝基爆炸物分子及氨基酸分子的熒光傳感性質(zhì);并且詳細(xì)地研究了其熒光探針響應(yīng)機理。本論文的主要研究內(nèi)容如下:1.以H3imdc和4,4’-聯(lián)吡啶（4,4’-bpy）為配體合成了5個同構(gòu)的稀土-過渡異金屬配位聚合物,其分子式為{[LnZn2（imdc）2（4,4’-bpy）2（H2O）5]（OH）}n（Ln=Eu（1）,La（2））,{[LnZn2（imdc）2（4,4’-bpy）2（H...
【文章來源】：內(nèi)蒙古大學(xué)內(nèi)蒙古自治區(qū) 211工程院校
【文章頁數(shù)】：111 頁
【學(xué)位級別】：碩士
【部分圖文】：
配位聚合物的形成Fig.1.1Formationofcoordinationpolymers.
內(nèi)蒙古大學(xué)碩士學(xué)位論文3離子具有獨特的光物理性質(zhì)，包括發(fā)射峰尖銳，斯托克斯位移大，光穩(wěn)定性高，能級固定，基本上不受配位環(huán)境的影響[29,30]，研究最多的兩種鑭離子是Tb3+和Eu3+離子。在鑭系-過渡金屬異核的配合物中，含d區(qū)金屬的天線色團對鑭系離子的d→f能量傳遞敏化也可以實現(xiàn)鑭系發(fā)光。與傳統(tǒng)的發(fā)光有機天線相比，使用d區(qū)的發(fā)色團對敏化鑭系發(fā)光更高效，這是因為d10構(gòu)型金屬離子發(fā)色團在可見光區(qū)往往表現(xiàn)出較低的能量吸收帶，其能級與鑭系離子的能級吻合良好[31]。此外，d區(qū)發(fā)色團提供了相對較長的三重激發(fā)態(tài)，具有較高的量子產(chǎn)率，促進(jìn)了能量向相鄰的鑭系離子的轉(zhuǎn)移[32]。基于這些優(yōu)點，一些d-f異核配位聚合物被用于實現(xiàn)高效的鑭系發(fā)光。除以上常見的發(fā)光類型外，對于多孔結(jié)構(gòu)的非發(fā)光MOFs，可以使用多種化學(xué)反應(yīng)來修改框架組件，將發(fā)光基團在不影響整體框架完整性的情況下，精確的封裝在其孔隙中，這種客體分子范圍從鑭系金屬離子到熒光有機染料[33]。該方法為傳感應(yīng)用設(shè)計發(fā)光MOFs提供了靈活性。圖1.2LCPs中光致發(fā)光不同起源的示意圖：淡藍(lán)色球體代表金屬中心，淡黃色棱柱代表有機連接劑，內(nèi)部的橙色球代表摻入的客體基團Fig.1.2SchematicrepresentationofthevariedoriginsofphotoluminescenceinluminescentCPswhereinmetalcenters(paleblue)arelinkedbyorganiclinkers(canaryyellow)withanincorporatedguest(orange).
內(nèi)蒙古大學(xué)碩士學(xué)位論文5圖1.3基于LMOFs的傳感材料的示意圖Fig.1.3SchematicillustrationoftheLMOF-basedsensingmaterials.1.3.1金屬陽離子的檢測過渡金屬Fe2+，Zn2+，Co2+，Mg2+，F(xiàn)e3+和Cu2+等離子，在合適的濃度時在生命系統(tǒng)中發(fā)揮著重要作用，濃度過度積累會破壞生物的細(xì)胞內(nèi)平衡，導(dǎo)致嚴(yán)重的功能紊亂，嚴(yán)重時還會引起大量疾病包括癌癥、心臟病和神經(jīng)元退化等[59-62]。其他重金屬離子如Hg2+，Pb2+和Cd2+等對人類健康和環(huán)境都有危害[63-65]。因此，對其進(jìn)行高選擇性、高靈敏度的檢測是迫切需要的。2017年，南開大學(xué)的程鵬課題組合成了兩個Ag(I)-Ln(Ⅲ)異金屬有機框架（HMOF），在HMOF1中可以觀察到Tb3+離子的特征發(fā)射，熒光傳感表明其對Cu2+離子有很高的選擇性，強的猝滅效應(yīng)可以排除其他離子的干擾[66]。并且通過實驗證明了可能的內(nèi)部機理，Cu2+離子與配體上的氧原子產(chǎn)生相互作用降低了配體的天線效應(yīng)，導(dǎo)致發(fā)光被猝滅（圖1.4）。
【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]Controlling flexibility of metal–organic frameworks[J]. Jie-Peng Zhang,Hao-Long Zhou,Dong-Dong Zhou,Pei-Qin Liao,Xiao-Ming Chen. National Science Review. 2018(06)
本文編號：3223820
【文章來源】：內(nèi)蒙古大學(xué)內(nèi)蒙古自治區(qū) 211工程院校
【文章頁數(shù)】：111 頁
【學(xué)位級別】：碩士
【部分圖文】：
配位聚合物的形成Fig.1.1Formationofcoordinationpolymers.
內(nèi)蒙古大學(xué)碩士學(xué)位論文3離子具有獨特的光物理性質(zhì)，包括發(fā)射峰尖銳，斯托克斯位移大，光穩(wěn)定性高，能級固定，基本上不受配位環(huán)境的影響[29,30]，研究最多的兩種鑭離子是Tb3+和Eu3+離子。在鑭系-過渡金屬異核的配合物中，含d區(qū)金屬的天線色團對鑭系離子的d→f能量傳遞敏化也可以實現(xiàn)鑭系發(fā)光。與傳統(tǒng)的發(fā)光有機天線相比，使用d區(qū)的發(fā)色團對敏化鑭系發(fā)光更高效，這是因為d10構(gòu)型金屬離子發(fā)色團在可見光區(qū)往往表現(xiàn)出較低的能量吸收帶，其能級與鑭系離子的能級吻合良好[31]。此外，d區(qū)發(fā)色團提供了相對較長的三重激發(fā)態(tài)，具有較高的量子產(chǎn)率，促進(jìn)了能量向相鄰的鑭系離子的轉(zhuǎn)移[32]。基于這些優(yōu)點，一些d-f異核配位聚合物被用于實現(xiàn)高效的鑭系發(fā)光。除以上常見的發(fā)光類型外，對于多孔結(jié)構(gòu)的非發(fā)光MOFs，可以使用多種化學(xué)反應(yīng)來修改框架組件，將發(fā)光基團在不影響整體框架完整性的情況下，精確的封裝在其孔隙中，這種客體分子范圍從鑭系金屬離子到熒光有機染料[33]。該方法為傳感應(yīng)用設(shè)計發(fā)光MOFs提供了靈活性。圖1.2LCPs中光致發(fā)光不同起源的示意圖：淡藍(lán)色球體代表金屬中心，淡黃色棱柱代表有機連接劑，內(nèi)部的橙色球代表摻入的客體基團Fig.1.2SchematicrepresentationofthevariedoriginsofphotoluminescenceinluminescentCPswhereinmetalcenters(paleblue)arelinkedbyorganiclinkers(canaryyellow)withanincorporatedguest(orange).
內(nèi)蒙古大學(xué)碩士學(xué)位論文5圖1.3基于LMOFs的傳感材料的示意圖Fig.1.3SchematicillustrationoftheLMOF-basedsensingmaterials.1.3.1金屬陽離子的檢測過渡金屬Fe2+，Zn2+，Co2+，Mg2+，F(xiàn)e3+和Cu2+等離子，在合適的濃度時在生命系統(tǒng)中發(fā)揮著重要作用，濃度過度積累會破壞生物的細(xì)胞內(nèi)平衡，導(dǎo)致嚴(yán)重的功能紊亂，嚴(yán)重時還會引起大量疾病包括癌癥、心臟病和神經(jīng)元退化等[59-62]。其他重金屬離子如Hg2+，Pb2+和Cd2+等對人類健康和環(huán)境都有危害[63-65]。因此，對其進(jìn)行高選擇性、高靈敏度的檢測是迫切需要的。2017年，南開大學(xué)的程鵬課題組合成了兩個Ag(I)-Ln(Ⅲ)異金屬有機框架（HMOF），在HMOF1中可以觀察到Tb3+離子的特征發(fā)射，熒光傳感表明其對Cu2+離子有很高的選擇性，強的猝滅效應(yīng)可以排除其他離子的干擾[66]。并且通過實驗證明了可能的內(nèi)部機理，Cu2+離子與配體上的氧原子產(chǎn)生相互作用降低了配體的天線效應(yīng)，導(dǎo)致發(fā)光被猝滅（圖1.4）。
【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]Controlling flexibility of metal–organic frameworks[J]. Jie-Peng Zhang,Hao-Long Zhou,Dong-Dong Zhou,Pei-Qin Liao,Xiao-Ming Chen. National Science Review. 2018(06)
本文編號：3223820
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