納米尺度金屬-有機(jī)骨架材料的可控制備及其熒光傳感性質(zhì)研究.pdf

1、金屬－有機(jī)骨架配合物是一類新型的多功能的多孔材料。由于該類型的材料具有孔道結(jié)構(gòu)多樣、比表面積大，通過更換金屬離子和配體可達(dá)到孔道尺寸可調(diào)、形狀可變、維數(shù)可調(diào)、表面易功能化等特點(diǎn)，其在氣體儲(chǔ)存、催化、醫(yī)學(xué)、光學(xué)、磁學(xué)、選擇性吸附等領(lǐng)域具有很大的應(yīng)用前景，受到化學(xué)工作者廣泛關(guān)注。材料的尺寸降低到納米級(jí)別將會(huì)展現(xiàn)出新穎的性質(zhì)、比傳統(tǒng)材料性能更加優(yōu)越。金屬－有機(jī)骨架納米材料的合成和性質(zhì)研究成為新的研究熱點(diǎn)。納米尺寸的金屬－有機(jī)骨架材料在分子水平

2、上提供了一類新的高度可剪裁的有機(jī)無機(jī)雜化納米材料，并能提高材料在很多方面的性能，包括：新穎的藥物緩釋體系、包封材料、顯影劑、多孔催化材料、氣體存儲(chǔ)材料、磁性和光學(xué)納米材料等，具有廣泛的應(yīng)用前景。
　　 在本論文中，我們使用超聲和擴(kuò)散聯(lián)用的方法合成金屬－有機(jī)骨架納米晶，它具有簡(jiǎn)便和環(huán)境友好等特點(diǎn)。本論文的主要研究?jī)?nèi)容如下：
　　 1.運(yùn)用超聲和擴(kuò)散聯(lián)用的方法合成新穎的、具有特殊拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的[Zn2(bdc)2(dabco)]

3、金屬－有機(jī)骨架納米晶。一系列的對(duì)照試驗(yàn)探究[Zn2(bdc)2(dabco)]納米晶的合成機(jī)理。通過X－射線粉末衍射分析樣品的結(jié)構(gòu)，結(jié)果證明通過三乙胺直接混合、三乙胺緩慢擴(kuò)散以及三乙胺擴(kuò)散和超聲聯(lián)用等方法獲得的產(chǎn)物是六棱柱型的[Zn2(bdc)2(dabco)]。此外，由掃描電鏡(SEM)和透射電鏡(TEM)照片顯示，不同的合成方法所獲得的六棱柱型的[Zn2(bdc)2(dabco)]的尺寸不同。使用三乙胺緩慢擴(kuò)散的方法可以獲得微晶，而

4、使用三乙胺擴(kuò)散和超聲聯(lián)用方法可以獲得納米晶。實(shí)驗(yàn)結(jié)果證實(shí)，三乙胺擴(kuò)散和超聲聯(lián)用方法是一種合成多孔金屬－有機(jī)骨架納米晶的高效、簡(jiǎn)單、低成本的策略，為其在熒光傳感、磁共振成像以及藥物緩釋等方面的應(yīng)用提供可能。
　　 2.運(yùn)用超聲和擴(kuò)散聯(lián)用的方法合成了具有一維納米孔洞的三維熒光金屬－有機(jī)骨架納米材料[Cd4(BTC)3(DMF)2(H2O)2]。并且用粉末X-衍射(PXRD)驗(yàn)證了不同時(shí)間所獲得的粉末材料的結(jié)構(gòu)，結(jié)果證實(shí)獲得的納米晶的

5、X-射線衍射峰與單晶[Cd4(BTC)3(DMF)2(H2O)2]擬合的X-射線衍射峰一致。在反應(yīng)溶液中引入棉纖維合成了一種可用于痕量硝基爆炸物的檢測(cè)的基于[Cd4(BTC)3(DMF)2(H2O)2]納米晶的熒光試紙，這種試紙是通過在溶液中加入棉纖維，使具有熒光性質(zhì)的[Cd4(BTC)3(DMF)2(H2O)2]原位生長于棉纖維之上而制的。光譜滴定法和熒光顯微鏡可視檢測(cè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示試紙中的熒光金屬-有機(jī)骨架納米晶展現(xiàn)出對(duì)硝基爆炸物的高

6、度選擇性和敏感性以及對(duì)其快速檢測(cè)性質(zhì)。
　　 3.運(yùn)用自犧牲模板策略合成了具有熒光性質(zhì)的鎘基的三維金屬-有機(jī)骨架納米管[Cd2(btc)2(H2O)2]。探討了金屬-有機(jī)骨架納米管的生長機(jī)理并解釋了晶體生長與金屬-有機(jī)骨架納米材料的自組裝過程。熒光性質(zhì)實(shí)驗(yàn)探究了其在痕量硝基爆炸物的檢測(cè)方面的應(yīng)用性質(zhì)，熒光光譜檢測(cè)分析了其對(duì)DNT飽和蒸汽的傳感，檢測(cè)結(jié)果顯示此金屬-有機(jī)骨架納米管對(duì)硝基爆炸物的高度選擇性和敏感性以及對(duì)其快速檢測(cè)性質(zhì)