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文档简介

基于锌金属有机框架的制备与荧光性能研究指导老师：魏学红答辩人：许元专业：化学基于锌金属有机框架的制备与荧光性能研究研究背景主要内容(1)MOFs的材料结构和组成(2)MOFs的荧光特性(3)MOFs在荧光传感器中的应用研究方法研究背景金属有机框架(Metal-OrganicFramewoks,MOFs)是近年来受到广泛关注的一种新型的固体材料，在荧光、催化、传感、药物传输以及气体吸附与分离等领域中具有潜在的应用价值。十几年来，发光MOFs材料得到了科研工作者们的极大关注，MOFs材料具有其独特的材料的组成，和材料的结构。MOFs在荧光传感器方面也有很多应用和研究。我们可以从一些具有荧光的配体入手，构建具有荧光性能的化学传感器应用的MOFs。异烟酸（HIN）作为一种常见的配体被广泛应用在MOFs合成当中。MOFs的荧光特性

MOFs材料能够因其客体分子改变或金属离子配位环境的改变，而发光特性发生改变。材料在分子传感方面被认为极具开发应用。基于有机配体的发光有机配体引起MOFs材料发光行是由π→π*跃迁，和n→π*的跃迁引起。原理：有机配体吸收一定的能量，使处于基态的电子跃迁至激发态，经过振动豫驰、内部转化、系间窜越等，并最终以光的形式释放能量，回到基态。这个过程可以由杰布朗斯基态图来表示

图二杰布朗斯基态图（S0表示配体的基态；S1表示第一激发单重态；T1表示第一激发三重态,F表示荧光，P表示磷光）

发光材料其最大的应用就是制作发光器件。MOFs具有结构的多样性和发光波长的可调性，被认为是发光器件的良好材料。

分子荧光方法因为具有测量简单、灵敏度高、易于调节等优点，在环境系统和生物系统中的物质检测方面，受到了极大的关注。同时由于MOFs材料结构可裁剪，用于制备MOFs的有机配体和金属离子选择性广阔，所以在荧光检测方面具有广阔的应用前景。我们可以将MOF发射波长调节到白光波长范围可以用于照明和展示，也可以将MOF的发射波长调节为近红外波长范围可以用于军队身份识别或者开发夜视装置。图三White等人利用MOF材料ErxYb1-X-PVDC-1中，根据两种镧系离子的含量不同，各个镧系离子所发射的近红外波的强度不同的原理，从而制作出了发光条形码MOFs在荧光传感器中的应用MOFs制备的可预测性

形成的金属有机框架的条件温和，一般在60-120℃条件下反应，水热/溶剂热法是MOFs材料合成中最常用的方法且配位键强度适中。金属离子在配位时，能形成一些优先的配位几何构型，把金属离子与特定形状的有机配体结合就能形成可预测结构的MOFs，MOFs是配位聚合物，制备也比较简单。

图四美国密西根大学的O.M.Yaghi课题组合成的MOF-5以及IRMOF-n系列最具有代表性研究方法：（1）改变反应条件例如反应温度、时间、PH值等制备出Zn-MOFs（2）制备含有异烟酸配体的荧光传感器（3）对样品均进行表征，进行IR，BET

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