鑭系金屬有機(jī)框架材料的合成及其在熒光傳感中的應(yīng)用
發(fā)布時(shí)間:2021-10-10 14:26
在數(shù)量日益增多的高度多孔的材料類別中,金屬有機(jī)骨架(Metal-organic frameworks,MOFs)在結(jié)構(gòu)可調(diào)性和多樣性以及化學(xué)和物理性質(zhì)方面是無(wú)與倫比的。MOFs是一種可以空間延伸的晶體結(jié)構(gòu),主要依賴于金屬陽(yáng)離子或陽(yáng)離子團(tuán)簇通過(guò)多主體有機(jī)“支柱”或“連接劑”離子或分子相連接。各種金屬離子、有機(jī)連接體的不同結(jié)構(gòu)模型為MOFs的晶體結(jié)構(gòu)提供了無(wú)數(shù)種數(shù)量的組合。MOFs材料本身具有多種優(yōu)秀的性能,尤其是自身含有大的表面積和高的孔隙率等。具有熒光的金屬有機(jī)框架是迄今為止被科學(xué)家們研究很廣泛的MOFs傳感器類型,并且已經(jīng)建立了一些很好的基于MOFs材料的熒光光譜檢測(cè)方法,其檢測(cè)極限也可以達(dá)到痕量水平。鑭系金屬離子大多具有自身的特征發(fā)射光譜,且它們的發(fā)光通?梢员挥袡C(jī)配體敏化。本文以兩種鑭系金屬為金屬源,探究了金屬有機(jī)框架材料的合成方法,研究了產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)特性,以及幾種金屬有機(jī)框架材料在熒光檢測(cè)重金屬離子方面的應(yīng)用,具體工作如下。以鑭系金屬鋱為金屬源,吡啶-3,5-二甲酸和1,10-鄰菲羅啉為配體,采用水熱合成法制備了鋱基金屬有機(jī)框架材料(Tb-MOF)。通過(guò)對(duì)比材料的PXRD(粉末X...
【文章來(lái)源】:西華師范大學(xué)四川省
【文章頁(yè)數(shù)】:96 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
IRMOFs的X射線單晶衍射結(jié)構(gòu)[16]
ZIF-8的應(yīng)用[25]
第1章前言4圖1-3CPL對(duì)于小分子氣體吸附[27]Fig.1-3CPLforsmallgasadsorption[27]1.2.4PCN系列(PorousCoordinationNetwork)PCN材料通常含有多個(gè)立方八面體籠,它們?cè)诳臻g上構(gòu)成孔籠-孔道的交叉結(jié)構(gòu)[27,28]。此外,PCN材料具有金屬有機(jī)框架材料的通性,它們具有高度可設(shè)計(jì)的框架和孔隙結(jié)構(gòu),在外部的刺激下具有靈活性,它們的廣泛應(yīng)用最初是由于作為儲(chǔ)氣材料所表現(xiàn)出來(lái)的優(yōu)勢(shì)[29,30]。Zhou課題組[31]在溶劑熱反應(yīng)條件下使用基于蒽的衍生物做為配體,合成了PCN-14材料,該材料由適合氣體儲(chǔ)存的納米網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)組成,能用于甲烷氣體的吸收。從下圖可以看出,PCN-14的立方八面體籠結(jié)構(gòu)具有八個(gè)三角形和六個(gè)正方形的窗口,用于氣體分子進(jìn)入內(nèi)表面,其中的立方八面體籠也可以看作是四個(gè)相交的六邊形,將立方八面體籠中的每個(gè)六邊形擴(kuò)展為二維蜂窩狀,最終形成PCN-14材料的空間三維結(jié)構(gòu)。1.2.5MIL系列(MaterialsofInstituteLavoisier)Férey以及他的同事研究了使用三價(jià)的鉻鹽與羧酸配體的材料的合成和結(jié)構(gòu)測(cè)定,并將此種材料稱為MIL材料[32-34],它在某些因素的刺激下,會(huì)產(chǎn)生類似于“呼吸現(xiàn)象”的現(xiàn)象,使得材料的孔徑在大孔和窄孔兩種形態(tài)之間轉(zhuǎn)變[35]。1.2.6UiO系列(UniversityofOslo)UiO系列材料[4,36-38]在內(nèi)部存在八面體形狀的[Zr6O4(OH)4]核,Zr6八面體交替地被μ3-O和μ3-OH基團(tuán)覆蓋,鋯原子與八個(gè)氧原子配位組成的方形反棱鏡的結(jié)構(gòu)[39],無(wú)機(jī)構(gòu)筑單元是使這些結(jié)構(gòu)具有非凡穩(wěn)定性的關(guān)鍵因素。Yazaydin等人[40]對(duì)比了兩種水穩(wěn)定的MOFs(UiO-66和UiO-67)和一種商業(yè)活性炭F400從水中去除卡馬西平的能力。基于快速的吸附動(dòng)力學(xué)、良好的溶劑穩(wěn)定性和可重復(fù)使用性,試驗(yàn)結(jié)果表明,合成的UiO-67可以快速高效地
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]發(fā)光型金屬—有機(jī)框架材料檢測(cè)硝基爆炸物研究進(jìn)展[J]. 何寧,高明亮,韓正波,趙鵬程. 刑事技術(shù). 2020(01)
[2]金屬有機(jī)框架化合物在熒光識(shí)別方面的研究進(jìn)展[J]. 劉艷娥,姚君,侯成富,李曉芳,胡雙芝,朱愛(ài)新. 云南化工. 2020(01)
[3]水體中重金屬離子危害及檢測(cè)方法研究[J]. 仲科. 山西化工. 2019(02)
[4]應(yīng)用ICP-MS技術(shù)快速直接檢測(cè)石腦油中的Pb、Hg、As[J]. 陳登云,荊淼,王小如,莊美華,葛振祥. 分析測(cè)試學(xué)報(bào). 2006(06)
本文編號(hào):3428554
【文章來(lái)源】:西華師范大學(xué)四川省
【文章頁(yè)數(shù)】:96 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
IRMOFs的X射線單晶衍射結(jié)構(gòu)[16]
ZIF-8的應(yīng)用[25]
第1章前言4圖1-3CPL對(duì)于小分子氣體吸附[27]Fig.1-3CPLforsmallgasadsorption[27]1.2.4PCN系列(PorousCoordinationNetwork)PCN材料通常含有多個(gè)立方八面體籠,它們?cè)诳臻g上構(gòu)成孔籠-孔道的交叉結(jié)構(gòu)[27,28]。此外,PCN材料具有金屬有機(jī)框架材料的通性,它們具有高度可設(shè)計(jì)的框架和孔隙結(jié)構(gòu),在外部的刺激下具有靈活性,它們的廣泛應(yīng)用最初是由于作為儲(chǔ)氣材料所表現(xiàn)出來(lái)的優(yōu)勢(shì)[29,30]。Zhou課題組[31]在溶劑熱反應(yīng)條件下使用基于蒽的衍生物做為配體,合成了PCN-14材料,該材料由適合氣體儲(chǔ)存的納米網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)組成,能用于甲烷氣體的吸收。從下圖可以看出,PCN-14的立方八面體籠結(jié)構(gòu)具有八個(gè)三角形和六個(gè)正方形的窗口,用于氣體分子進(jìn)入內(nèi)表面,其中的立方八面體籠也可以看作是四個(gè)相交的六邊形,將立方八面體籠中的每個(gè)六邊形擴(kuò)展為二維蜂窩狀,最終形成PCN-14材料的空間三維結(jié)構(gòu)。1.2.5MIL系列(MaterialsofInstituteLavoisier)Férey以及他的同事研究了使用三價(jià)的鉻鹽與羧酸配體的材料的合成和結(jié)構(gòu)測(cè)定,并將此種材料稱為MIL材料[32-34],它在某些因素的刺激下,會(huì)產(chǎn)生類似于“呼吸現(xiàn)象”的現(xiàn)象,使得材料的孔徑在大孔和窄孔兩種形態(tài)之間轉(zhuǎn)變[35]。1.2.6UiO系列(UniversityofOslo)UiO系列材料[4,36-38]在內(nèi)部存在八面體形狀的[Zr6O4(OH)4]核,Zr6八面體交替地被μ3-O和μ3-OH基團(tuán)覆蓋,鋯原子與八個(gè)氧原子配位組成的方形反棱鏡的結(jié)構(gòu)[39],無(wú)機(jī)構(gòu)筑單元是使這些結(jié)構(gòu)具有非凡穩(wěn)定性的關(guān)鍵因素。Yazaydin等人[40]對(duì)比了兩種水穩(wěn)定的MOFs(UiO-66和UiO-67)和一種商業(yè)活性炭F400從水中去除卡馬西平的能力。基于快速的吸附動(dòng)力學(xué)、良好的溶劑穩(wěn)定性和可重復(fù)使用性,試驗(yàn)結(jié)果表明,合成的UiO-67可以快速高效地
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]發(fā)光型金屬—有機(jī)框架材料檢測(cè)硝基爆炸物研究進(jìn)展[J]. 何寧,高明亮,韓正波,趙鵬程. 刑事技術(shù). 2020(01)
[2]金屬有機(jī)框架化合物在熒光識(shí)別方面的研究進(jìn)展[J]. 劉艷娥,姚君,侯成富,李曉芳,胡雙芝,朱愛(ài)新. 云南化工. 2020(01)
[3]水體中重金屬離子危害及檢測(cè)方法研究[J]. 仲科. 山西化工. 2019(02)
[4]應(yīng)用ICP-MS技術(shù)快速直接檢測(cè)石腦油中的Pb、Hg、As[J]. 陳登云,荊淼,王小如,莊美華,葛振祥. 分析測(cè)試學(xué)報(bào). 2006(06)
本文編號(hào):3428554
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