基于四苯乙烯MOFs的合成及荧光、气体吸附性能研究

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金属有机框架(MOFs)是一类新兴的有机无机复合材料,通常由有机配体与金属中心连接而成,此类材料具有大的比表面积,可调的孔隙率和多样的结构框架,在气体吸附,多相催化,生物成像以及荧光传感等多方面得到了广泛的应用。本文主要讨论了金属有机框架在荧光传感和气体吸附方面的应用。本论文利用两种含有π芳香体系的有机配体,通过溶剂热法,成功制备了两种新型MOFs材料,分子式分别为[Zr6(μ3-O)4(μ3-OH)4(CH3CO2)6(L~1)1.5]·(DMF)9·(H2O)6(R1)和[Cd Cl(L~2)0.5]·(H2O)3.5·(DMA)1.5(R2)。单晶X-射线表明:R1、R2均呈现出三维网状结构。PXRD和TG的测试结果表明配合物都呈现出较好的相纯度和较高的热稳定性,酸碱性实验表明具有较好的耐酸碱性。通过SEM和HRTEM测试,对R1、R2形貌,元素含量及分布情况进行分析。R1的荧光传感实验表明,在水溶液中,R1可以通过荧光淬灭,选择性识别vanillin、Cr2O72-和Cr O42-,检测限分别为0.38μM、0.0089μM和0.065μM,均具有较高的灵敏度和较好的抗干扰能力;R1的气体吸附测试结果显示,在273 K和298 K的条件下,R1对SO2的吸附量分别为7.97和6.71 mmol?g-1,表明R1对SO2具有一定的选择吸附性。混合气体的穿透实验及三次循环利用实验的突破时间没有明显变化,说明R1具有良好的稳定性和对SO2高效的吸附能力。R2的荧光传感实验表明,在水溶液中,R2能够选择性识别NZF和Cu2+,灵敏度较高,检测限分别为0.849μM和0.082μM。我们还对荧光淬灭可能的机理进行了探究。
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