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金属-有机骨架材料(Metal-Organic Frameworks,MOFs)是由过渡金属离子和有机配体配位形成的具有孔洞结构的材料,该配体通常为含有氧、氮等的羧酸盐或咪唑环。由于MOFs具有比表面积大、孔洞尺寸及形状可调等结构特点,它不仅在气体吸附分离、催化、药物输送等方面有着良好的应用前景,而且由于其孔道及内表面适宜进行化学剪裁,使其在负载功能性客体分子领域具有得天独厚的优势,因此该领域的研究与应用成为当前的一个研究热点。但同时,还存在负载条件苛刻、主体孔洞不易打开,客体粒子尺寸要求高等有待研究并解决的问题,因此开展负载方面的研究具有十分重要的研究价值和科学意义。近年来以锆为金属中心的UiO系列(UiO=University of Oslo)的MOFs材料因其高化学/热稳定性等特点备受关注。本文选择UiO-66(UiO-66=[Zr6O4(OH)4(bdc)6]n;bdc=1,4-对苯二甲酸)作为主体骨架,掺杂少量Mn的ZnS荧光粒子(ZnS:Mn)为客体,对负载方法进行了研究,探讨了主客体间相互关系以及对ZnS:Mn荧光性能的影响。同时对UiO-66的结构进行了研究,探讨了改性方法及其在金属阳离子负载方面的应用。主要内容如下:1.ZnS:Mn@UiO-66的制备及荧光性能研究以单羧酸(甲基丙烯酸,MAA)为调节剂,探讨了其对UiO-66晶体形貌的影响与调控,获得晶形规则尺寸均一的晶粒(约0.40μm),以利于随后的负载实验研究。研究对比了ZnS:Mn的合成方法(回流法、化学沉淀法和水热法),采用化学沉淀法获得具有荧光性能的ZnS:Mn产物(约1.90nm,与主体孔洞尺寸匹配)。研究对比了物理负载法(超声负载、水热负载、回流负载)、“bottle-around-ship”法和“ship-in-a-bottle”法制备ZnS:Mn@UiO-66负载产物,其中“ship-in-a-bottle”法产物负载率最高,可达45.90%。光致发光(PL)分析表明,超声负载可有效将ZnS:Mn束缚在UiO-66孔洞内,从而减少了量子点表面缺陷能级,提高发光效率;“bottle-around-ship”法产物PL特征峰红移,说明纳米粒子嵌入在UiO-66孔洞中发生了“二次吸收-发射效应”,导致ZnS:Mn的发射波长能量变低,从而产生红移;“ship-in-a-bottle”法负载时回流条件使得Zn2+与S2-充分发生反应,导致量子点表面缺陷态电子-空穴对跃迁减少,最终荧光强度降低。2.UiO-66的磺酸改性及其对金属离子吸/脱附性能研究分别采用3-羧基苯磺酸钠(SSBA)和5-磺基水杨酸(SSA)对UiO-66进行改性研究,XRD、FT-IR及SEM等表征显示,获得了改性产物UiO-66-SO3-(SSBA)和UiO-66-SO3-(SSA),两种产物均基本保持了UiO-66原有稳定的八面体结构。Cu2+吸/脱附实验显示,UiO-66-SO3-(SSBA)和UiO-66-SO3-(SSA)对Cu2+的吸附率分别由2.23%提高至34.20%及19.89%,而脱附率均由15.50%降低至1.10%,这表明改性后产物结构中带一定程度负电荷,有效增强了对Cu2+的吸附作用。3.UiO-66的磷酸改性及其对稀土离子负载性能研究分别采用磷酸(H3PO4)和膦甲酸钠(PFA)对UiO-66进行改性研究,得到改性产物UiO-66-PO43-(H3PO4)和UiO-66-PO43-(PFA)。XRD、FT-IR及SEM等测试表明,两种改性产物基本保持了UiO-66原本稳定的八面体结构,并且成功将-PO43-基团引入UiO-66结构中。研究了两种改性产物对稀土离子的负载,PL测试表明,改性产物有效负载了稀土离子,并显示出LaPO4:Eu的特征荧光峰。