含銪、鋱的金屬—有機(jī)框架材料的合成及其熒光溫度探測(cè).pdf

1、溫度是材料科學(xué)，生物醫(yī)學(xué)，能源科學(xué)，海洋科學(xué)等許多領(lǐng)域以及工業(yè)生產(chǎn)中常常需要測(cè)量的重要參數(shù)。雖然熱電偶和溫度計(jì)等傳統(tǒng)的溫度計(jì)在科學(xué)研究和工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用比較廣泛，但是在一些高電場(chǎng)，強(qiáng)磁場(chǎng)的特殊環(huán)境中，或在一些移動(dòng)速度快，響應(yīng)速度要求高的測(cè)量場(chǎng)合下，傳統(tǒng)的接觸式溫度探測(cè)器已經(jīng)無(wú)法適應(yīng)與滿足。
　　針對(duì)上述問(wèn)題，近年來(lái)出現(xiàn)了許多新型溫度傳感材料。其中基于材料熒光性質(zhì)的溫度傳感材料由于具有響應(yīng)快，靈敏度高，抗電磁干擾，非接觸測(cè)量等優(yōu)點(diǎn)，因

2、此成為近年來(lái)的一個(gè)研究熱點(diǎn)，目前新型熒光溫度傳感材料主要有配合物，有機(jī)分子，無(wú)機(jī)玻璃，無(wú)機(jī)有機(jī)雜化材料等。其中稀土發(fā)光MOFs(Metal-OrganicFrameworks，金屬-有機(jī)框架材料)是一類新型無(wú)機(jī)有機(jī)雜化的光功能材料，和稀土配合物相比，稀土發(fā)光MOFs具有拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)可預(yù)測(cè)，孔道尺寸和結(jié)構(gòu)可調(diào)，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，發(fā)光效率高等優(yōu)勢(shì)，因此稀土發(fā)光MOFs在熒光溫度探測(cè)領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。稀土發(fā)光MOFs熒光溫度探測(cè)的原理是根據(jù)稀土發(fā)光

3、MOFs的熒光發(fā)射強(qiáng)度，熒光壽命等參數(shù)對(duì)溫度的依賴關(guān)系進(jìn)行熒光溫度探測(cè)。
　　本文開(kāi)展了基于發(fā)光稀土MOFs的熒光溫度探測(cè)研究，設(shè)計(jì)并合成了三種不同結(jié)構(gòu)的稀土金屬-有機(jī)框架材料;分別研究了單稀土MOFs的低溫?zé)晒鉁囟忍綔y(cè)，雙稀土共摻雜MOFs的低溫?zé)晒鉁囟忍綔y(cè)，以及雙稀土共摻雜MOFs的生物溫度與生物pH的雙功能熒光探測(cè)。
　　本文設(shè)計(jì)并合成了EuDHBDC(H2DHBDC=2，5-二羥基對(duì)苯二甲酸)，并根據(jù)Eu3+的熒光強(qiáng)

4、度對(duì)溫度的依賴關(guān)系實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度的熒光探測(cè)。由于有機(jī)配體DHBDC的三重態(tài)能級(jí)較低，Eu3+的激發(fā)態(tài)能量容易向DHBDC的激發(fā)三重態(tài)回傳，因此溫度升高的過(guò)程中Eu3+的熒光出現(xiàn)顯著的淬滅，從而提高了框架材料對(duì)溫度探測(cè)的靈敏度。
　　由于基于單一稀土熒光強(qiáng)度的熒光溫度探測(cè)容易受到激發(fā)光源，探測(cè)器穩(wěn)定性以及熒光材料的量等的影響，因此本文進(jìn)一步設(shè)計(jì)并合成了雙稀土共摻雜的稀土MOFs材料Eu0.043Tb0.957cpda[H3cpda=4-

5、(4-苯甲酸)-2，6-吡啶二羧酸]，利用ITb/IEu對(duì)溫度的依賴關(guān)系進(jìn)行熒光溫度探測(cè)有效消除熒光材料含量，激發(fā)光源以及探測(cè)器穩(wěn)定性對(duì)熒光光譜的影響，提高了熒光溫度探測(cè)的精度。此外，和Eu0.0069Tb0.9931-DMBDC(H2DMBDC=2，5-二甲氧基對(duì)苯二甲酸)相比，Eu0.043Tb0.957cpda的熒光溫度探測(cè)范圍更為廣泛(40-300K)。
　　將溫度探測(cè)與其他熒光探測(cè)結(jié)合起來(lái)，促進(jìn)MOFs材料的功能化發(fā)展具