25358.金屬有機(jī)骨架材料檢測客體分子的發(fā)光機(jī)理研究

1、碩士學(xué)位論文金屬有機(jī)骨架材料檢測客體分子的發(fā)光機(jī)理研究TheLuminescenceOriginStudyofMetalOrganicFrameworkDetectingGuestMolecules作者學(xué)科、學(xué)J指導(dǎo)完成姓名：專業(yè)：口丐：教師：日期：大連理工大學(xué)DalianUniversityofTechnology大連理工大學(xué)碩士學(xué)位論文摘要金屬有機(jī)骨架材料(MOFs)作為一種新興功能材料，近幾年來受到了廣泛關(guān)注。在大量的研究過程中，

2、MOFs展示出變化多端的結(jié)構(gòu)和多姿多彩的性質(zhì)。尤其是發(fā)光MOFs，基于MOFs本身多孔道、高比表面積的特點(diǎn)，再加上它豐富的發(fā)光現(xiàn)象和多樣的發(fā)光機(jī)理，使得發(fā)光MOFs在眾多領(lǐng)域中都有著良好的應(yīng)用前景。利用它的優(yōu)秀的發(fā)光性質(zhì)，各種各樣的光傳感器被開發(fā)出來去檢測小分子、離子、揮發(fā)性有機(jī)污染物。因此，發(fā)光MOFs在檢測室內(nèi)甲醛和炸藥分子方面有著巨大的潛力。氫鍵作為超分子聚集體中最普遍的一種弱相互作用力，不僅僅支配著基態(tài)的性質(zhì)，對電子激發(fā)態(tài)的性質(zhì)

3、也有著很大影響。MOFs的配體中含有大量可以作為質(zhì)子受體或質(zhì)子供體的官能團(tuán)(例如一OH和NH2等)，這些質(zhì)子受體與質(zhì)子供體在配體內(nèi)、配體間以及與客體小分子問形成了大量的氫鍵。這些氫鍵不但在MOFs的自組裝過程中起到了舉足輕重的作用，而且在MOFs的發(fā)光、吸附和分子識別等應(yīng)用中也扮演重要角色。我們主要采用DFT／TDDFT等理論計(jì)算方法，對Zn3(BTC)2(DMF)3(H20)(DMF)(H20)的吸附性能和發(fā)光機(jī)理進(jìn)行了理論計(jì)算研究。

4、通過對氫鍵結(jié)合能的分析，證明了這種MOFs可以吸附甲醛等小分子：通過對前線軌道和電子組態(tài)的分析，我們證明了該MOFs的發(fā)光機(jī)理是基于配體內(nèi)的電荷轉(zhuǎn)移發(fā)光，但是由于甲醛氫鍵復(fù)合物的形成，它的發(fā)光機(jī)理轉(zhuǎn)變?yōu)榛诳腕w小分子誘導(dǎo)發(fā)光。由于這種MOFs吸附甲醛之后發(fā)光機(jī)理發(fā)生了改變，因此它是一種潛在的甲醛檢測傳感材料。采用類似的方法，我們還對[Zn(NH2bdc)(bix)(DMF)2】n的發(fā)光機(jī)理和氫鍵復(fù)合物的形成對其發(fā)光行為的影響進(jìn)行了理論計(jì)

5、算研究。通過對激發(fā)能和前線分子軌道的分析，我們證明了這種MOFs的發(fā)光機(jī)理是基于配體發(fā)光，而并不是之前推測的配體到金屬的電荷轉(zhuǎn)移發(fā)光。通過對甲醇?xì)滏I復(fù)合物在激發(fā)態(tài)下氫鍵變強(qiáng)的分析，我們從理論上解釋了為什么實(shí)驗(yàn)qb[Zn(NH2bdc)(bix)(DMF)2】n在甲醇溶劑中會有熒光增強(qiáng)的現(xiàn)象。類似另一個(gè)體系的，硝基苯氫鍵復(fù)合物的形成，這種MOFs的發(fā)光機(jī)理轉(zhuǎn)變?yōu)榛诳腕w小分子誘導(dǎo)發(fā)光。由于這種MOFs吸附硝基苯之后發(fā)光機(jī)理發(fā)生了改變，因此