本文關(guān)鍵詞：三聯(lián)吡啶—鋅金屬有機(jī)配位聚合物的合成及在陰離子和含硫氨基酸識(shí)別中的應(yīng)用，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：金屬有機(jī)凝膠(metal-organic gels, MOGs)和金屬有機(jī)骨架化合物(metal-organic framewoks, MOFs)都是由金屬離子和有機(jī)配體自組裝形成的有機(jī)-無(wú)機(jī)雜化材料。MOGs和MOFs綜合了有機(jī)、無(wú)機(jī)和納米材料的優(yōu)良性質(zhì),具有良好的光學(xué)、電化學(xué)、催化和吸附等功能特性,并且在形態(tài)和結(jié)構(gòu)上具有靈活的可調(diào)性。目前,基于二者的優(yōu)良特性,在分析化學(xué)、吸附科學(xué)以及催化等領(lǐng)域已有廣泛的應(yīng)用。本文基于含有羧基和三聯(lián)吡啶的配體Hcptpy(4-[2,2':6',2"-三聯(lián)吡啶]-4’-苯基羧酸)與金屬Zn2+的作用開(kāi)展了兩方面的研究：常溫下合成了發(fā)光MOGs并將其應(yīng)用于陰離子識(shí)別和晶體生長(zhǎng)介質(zhì)；水熱條件下可控合成了Zn-Hcptpy發(fā)光微米花MOFs,并用于選擇性的識(shí)別含硫氨基酸。具體研究?jī)?nèi)容如下：一、發(fā)光金屬有機(jī)凝膠(Zn-MOGs)的合成及應(yīng)用1.Zn-MOGs的合成及其在陰離子識(shí)別中的應(yīng)用 在有機(jī)堿三乙胺(TEA)介質(zhì)中,雙齒配體Hcptpy與金屬鋅離子形成Zn-Hcptpy配合物,再通過(guò)氫鍵、π-π堆積、金屬一金屬作用等非鍵作用得到發(fā)藍(lán)色熒光的Zn-MOGs。考察了濃度、溫度、時(shí)間等條件對(duì)Zn-MOGs形成的影響,確定了纖維狀Zn-MOGs的內(nèi)部結(jié)構(gòu)�；诓煌年庪x子對(duì)Zn-MOGs中心金屬離子(Zn2+)的不同親和性,將Zn-MOGs作為陰離子識(shí)別探針,通過(guò)Zn-MOGs的物理狀態(tài)和熒光、顏色等變化,建立了同時(shí)可視化識(shí)別F-、Cl-、Br-、I-、SCN-、N3-、PO43-、CO32陰離子的分析方法；并利用軟硬酸堿原理對(duì)識(shí)別機(jī)理進(jìn)行了詳細(xì)的解釋和討論。2.MOGs向MOFs的轉(zhuǎn)化 實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),Zn-Hcptpy MOGs可以作為晶體生長(zhǎng)的介質(zhì),實(shí)現(xiàn)MOGs向MOFs的轉(zhuǎn)化。在Zn-Hcptpy MOGs中加入不同的金屬離子(如Cr3+[3d3]、Mn2+[3d5]、Fe3+[3d5]、Co2+[3d7]、Ni2+[3d8]、Cu2+[3d9]、Cd2+[4d10]、 Hg2+[5d10]),一定時(shí)間后,Ni2+和Cu2+使Zn-MOGs的結(jié)構(gòu)坍塌,其中Fe3+和Cu2+使凝膠變成溶膠狀態(tài),而Co2+和Ni2+使MOGs完全裂解轉(zhuǎn)變成由許多小顆粒自組裝形成的八面體Co(Ni)-MOFs。元素分析、XRD、SEM等表征表明MOGs的纖維結(jié)構(gòu)完全被破壞,在結(jié)構(gòu)和形貌轉(zhuǎn)換過(guò)程中發(fā)生了金屬離子交換,Zn2+被Co2+(Ni2+)完全置換出來(lái),Co2+(Ni2+)與配體重組得到干凈無(wú)雜質(zhì)的八面體MOFs。與其他金屬離子相比,由于Co2+和Ni2+不飽和的最外3d電子層有很強(qiáng)的吸電子能力,能夠與配體配位結(jié)合形成穩(wěn)定的八面體晶體,從而置換出Zn2+。Zn-MOGs不僅作為了MOFs生長(zhǎng)的介質(zhì),還為MOFs生長(zhǎng)提供了所需的前驅(qū)體,實(shí)現(xiàn)了從分子水平上的結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換。二、Zn-Hcptpy微米花MOFs的可控合成及其在選擇性識(shí)別含硫氨基酸中的應(yīng)用在120℃水熱條件下,以Zn12+和多齒配體Hcptpy為原料,一步合成了由微米片自組裝的微米花。利用有機(jī)堿三乙胺(TEA)調(diào)節(jié)反應(yīng)體系的pH值,實(shí)現(xiàn)了Zn-Hcptpy產(chǎn)物不同形貌和結(jié)構(gòu)的可控合成。研究了微米花從配位成核到交叉針狀結(jié)構(gòu)的形成,再自組裝形成花球的生長(zhǎng)機(jī)制�；谖⒚谆╖n-Hcptpy MOFs中配位不飽和Zn2+對(duì)含硫氨基酸中S的強(qiáng)親和作用形成穩(wěn)定的Zn-S鍵,導(dǎo)致Zn-Hcptpy MOFs的固體黃色熒光被有效的猝滅,實(shí)現(xiàn)了Zn-Hcptpy MOFs對(duì)含硫氨基酸的選擇性識(shí)別。
【關(guān)鍵詞】：金屬-有機(jī)骨架 金屬-有機(jī)凝膠 有機(jī)-無(wú)機(jī)雜化材料 陰離子 含硫氨基酸
【學(xué)位授予單位】：西南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：R914.5
【目錄】：

• 摘要7-9
• ABSTRACT9-11
• 縮寫(xiě)符號(hào)對(duì)照表11-12
• 第1章 選題依據(jù)12-28
• 第1節(jié) 研究意義12-13
• 第2節(jié) 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展動(dòng)態(tài)分析13-24
• 2.1 金屬有機(jī)凝膠13-17
• 2.2 金屬有機(jī)骨架化合物17-24
• 第3節(jié) 存在的主要問(wèn)題24
• 第4節(jié) 本研究的目標(biāo)、內(nèi)容及擬解決的問(wèn)題24-25
• 4.1 研究目標(biāo)24
• 4.2 研究?jī)?nèi)容24-25
• 4.3 擬解決的問(wèn)題25
• 第5節(jié) 研究方案及可行性分析25-26
• 5.1 研究方案25
• 5.2 可行性分析25-26
• 第6節(jié) 特色與創(chuàng)新26-28
• 第2章 發(fā)光Zn-Hcptpy金屬有機(jī)凝膠的制備及應(yīng)用28-42
• 第1節(jié) 引言28-29
• 第2節(jié) 實(shí)驗(yàn)部分29-30
• 2.1 實(shí)驗(yàn)儀器29
• 2.2 材料與試劑29
• 2.3 實(shí)驗(yàn)方法29-30
• 第3節(jié) 結(jié)果與討論30-42
• 3.1 Zn-Hcptpy金屬有機(jī)凝膠的形成和結(jié)構(gòu)表征30-32
• 3.2 Zn-Hcptpy MOGs可視化識(shí)別陰離子32-37
• 3.3 陽(yáng)離子交換介導(dǎo)Zn-MOGs轉(zhuǎn)變?yōu)镃o(Ni)-MOFs37-41
• 3.4 本章小結(jié)41-42
• 第3章 可控合成Zn-Hcptpy微米花用于選擇性識(shí)別含硫氨基酸42-50
• 第1節(jié) 引言42-43
• 第2節(jié) 實(shí)驗(yàn)部分43-44
• 2.1 儀器43
• 2.2 試劑與材料43
• 2.3 實(shí)驗(yàn)方法43-44
• 第3節(jié) 結(jié)果與討論44-50
• 3.1 微米花的結(jié)構(gòu)表征44
• 3.2 形貌調(diào)控以及典型形貌的性質(zhì)對(duì)比44-46
• 3.3 微米花生長(zhǎng)過(guò)程46-47
• 3.4 含硫氨基酸識(shí)別47-48
• 3.5 本章總結(jié)48-50
• 第4章 全文總結(jié)及展望50-52
• 參考文獻(xiàn)52-60
• 碩士期間科研成果60-62
• 致謝62

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本文編號(hào)：283271