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金属-有机框架(MOFs)材料的研究受到越来越广泛的关注,在气体存储,催化,药物传输和发光等诸多方面都显示出独特的性质和诱人的广阔应用前景。其中,荧光传感器通常会具有响应时间短、可循环性和高选择性等优势,是一个重要的研究分支。目前,一些MOF荧光传感器已经被用来检测有机溶剂、小分子、阴阳离子、气体、温度、电离辐射等。在检测不同的分析物时,随着周围环境的变化,客体诱导的发光传感器通常表现出显著的发光增强或者猝灭,从而对分析物进行表征。在实际应用中,MOFs材料的稳定性是首先要考虑的因素,也是决定性因素。尽管如此,在已报道的MOFs材料中也仅有少数材料表现出水稳定性和化学稳定性。因此制备耐水、耐酸碱的多功能MOFs材料仍然是一个富有挑战的研究课题。稀土金属有机框架材料(Ln-MOFs)作为一种含稀土元素的聚合物,近年来获得越来越多的关注。过去的几十年,其在光电器件、传感器领域、显示器件和上转换磷光材料上展示出特殊的应用潜能。一方面是由于稀土离子具有特征发光谱、发光谱线窄、发光寿命长(可达毫秒级)、对周围环境高度敏感等优点。更重要的是,金属配体(metalloligand)可以代替简单的有机配体进行自组装,在合成聚合物时引入金属配体可以更大程度上引入开放性的金属位点、催化活性位点、光催化位点和可控的孔径等,可以灵活的设计物理和化学性质稳定的高聚物,从而改善和提高材料性能。本论文选择和合成含有双官能团的有机配体H2L(2-(3,5-dimethyl-1H-pyrazol-4-yl)--1,3-dioxoisoindoline-5,6-dicarboxylic acid)和H4L(4,4’,4",4’’’-(2,2’,2",2’’’-(ethane-1,2-diylbis-(azanetriyl))tetrakis(methylene)tetrakis-(1H-benzo-[d]imidazole-2,1-diyl))tetrakis(methylene)-tetrabenzoic acid)作为有机连接体,原因有:1)H2L中的疏水性取代基可能会增强金属-有机框架材料对空气或水的稳定性,在此基础上,得到具有高稳定性的金属-有机框架材料;2)两个配体均含有羧基和含氮杂环双官能团,这两者都有多种配位模式,以期由H2L和H4L构筑的MOFs材料具有更加丰富的结构和性质。本论文采用H2L和H4L与金属盐通过溶剂热法制备了多个稳定的金属有机框架,对骨架的合成方法、稳定性、荧光性质、传感等进行了初步的探究。主要的研究结果如下:1.设计和合成了含有-CH3疏水基团的有机配体H2L(2-(3,5-dimethyl-1H-pyrazol-4-yl)-1,3-dioxoisoindoline-5,6-dicarboxylic acid)。采用溶剂热方法,根据设计好的H2L配体合成了一个金属有机化合物,由元素分析、热重分析和X-射线单晶衍射分析确定了合成化合物的化学式:[Cd2L2]·NMP·Me OH1(NMP=1-methyl-2-pyrrolidinone)2.对晶体进行了系统的表征:研究内容主要包括化合物的稳定性测试、红外、荧光性质及作为传感器的研究。热重检测结果和PXRD分析结果显示,化合物1具有高的热稳定性和水稳性。对不同硝酸盐的水溶液的荧光测试表明,化合物1可以检测水中微量的Cu2+。3.选用有机配体H4L(4,4’,4",4’’’-(2,2’,2",2’’’-(ethane-1,2-diylbis-(azanetriyl))tetrakis(methylene)tetrakis-(1H-benzo-[d]imidazole-2,1-diyl))tetrakis(methylene)-tetrabenzoic acid),与硝酸锌和稀土硝酸盐一起,在温和的溶剂热合成条件下,通过自组装得到一系列新颖的Ln-MOFs化合物:[Zn(HL)Ln(H2O)2][Zn Br4]·H2O(Ln=La3+(2),Ce3+(3),Pr3+(4),Nd3+(5),Sm3+(6),Gd3+(7),Dy3+(8),Er3+(9),Tm3+(10),Yb3+(11),Y3+(12))。由元素分析、热重分析和X-射线单晶衍射分析确定了合成化合物的化学式如下:[Zn(HL)La(H2O)2][Zn Br4]·H2O2[Zn(HL)Ce(H2O)2][Zn Br4]·H2O3[Zn(HL)Pr(H2O)2][Zn Br4]·H2O4[Zn(HL)Nd(H2O)2][Zn Br4]·H2O5[Zn(HL)Sm(H2O)2][Zn Br4]·H2O6[Zn(HL)Gd(H2O)2][Zn Br4]·H2O7[Zn(HL)Dy(H2O)2][Zn Br4]·H2O8[Zn(HL)Er(H2O)2][Zn Br4]·H2O9[Zn(HL)Tm(H2O)2][Zn Br4]·H2O10[Zn(HL)Yb(H2O)2][Zn Br4]·H2O11[Zn(HL)Y(H2O)2][Zn Br4]·H2O124.合成的Ln-MOFs中,通过锌离子成功引入了金属配体,又通过稀土离子成功连接构成了二维框架结构,在这一系列Ln-MOFs中,不同稀土离子之间的配位环境都相同,只除了在键长和键角上稍有区别。荧光性质研究表明,化合物2-12能够通过荧光猝灭效应来检测溶液中的硝基苯,表现出高选择性、灵敏性,因此未来也许可以成为潜在的荧光传感器来检测硝基类爆炸物。