论文部分内容阅读
金属有机骨架(MOFs)化合物利用无机金属离子或金属簇与有机配体自组装构建。具有荧光性质的无机或有机组分、π-π相互作用、吸收荧光分子等都是MOFs产生荧光的重要因素。在众多具有荧光性质的无机或有机组分中,多核铜(I)卤簇具有丰富多变的结构和良好的光物理和光化学性质。以铜(I)卤簇为结构基元构筑的荧光MOFs材料在诸多领域具有潜在应用价值,如有机发光二极管、生物成像、荧光探针等。因此构建具有新颖结构和多功能的铜(I)卤簇基荧光MOFs具有重要的意义。本论文一共分为五章。在第一章的绪论中,我们介绍了铜(I)卤簇化合物的研究进展、相关的理论知识及本课题的选题意义。第二章中,我们利用季铵盐配体通过水热、溶剂热法合成了五个铜(I)卤簇化合物[Cu6 I8(C16H32N4)](1),[Cu4I6(C16H32N4)](2),[Cu4I6(I2)2(C16H32N4)](3),[Cu3I4(C16H32N4)]?Cl O4￣(4)和[Cu6I6Br2(C16H32N4)(CH3CN)2](5)。化合物1中的铜(I)卤簇为二维层状结构,其余四个化合物中的铜(I)卤簇都为一维链状结构。除了化合物3,其它化合物都表现良好的荧光性质。由于化合物4和5具有非常相似的铜(I)卤簇链,所以我们进一步表征了它们的荧光性质。化合物4表现出明显的热致荧光变色现象,而化合物5表现出一种可逆的荧光性质,它的荧光随着结构中配位乙腈分子的移除和恢复而发生变化。在第三章中,我们以吡啶羧酸类配体烟酸(Hna)和3-吡啶-4-基-苯甲酸(Hpba)为配体合成了化合物[Gd2(Cu2I2)(C6H4NO2)6(C3H7NO)(H2O)]?(C3H7NO)(6),[Gd2(Cu4I4)(C6H4NO2)6(C3H7NO)2](7),[Gd2(Cu6I6)(C12H8NO2)6(C2H6O)2(H2O)2](8)和[Gd2(Cu8I8)(C12H8NO2)6(H2O)4]?5(C4H8O2)(9)。在四个化合物结构中,钆离子与配体的羧酸氧形成一维链,而铜(I)卤簇的大小和形状都各不相同,它们分别为Cu2I2,Cu4I4,Cu6I6和Cu8I8。荧光测试表明四个化合物都具有良好的光致发光性质,它们的荧光发射都归属于铜(I)卤簇。通过研磨发现化合物8对压力有荧光响应,研磨之后化合物8的荧光发生淬灭且不可逆。化合物9对客体溶剂分子有荧光响应,它的结构随着孔道中溶剂分子的移除和恢复而发生变化,导致荧光也随之变化。第四章中,我们以3-吡啶-4-基-苯甲酸为有机配体,在溶剂热条件下合成了四个化合物。它们分别为[La2(Cu8I8)(pba)6(C4H8O2)2(H2O)2]?3(C4H8O2)?2(H2O)(10),[Ce2(Cu8I8)(pba)6(H2O)4]?5(C4H8O2)(11),[Eu2(Cu8I8)(pba)6(H2O)4]?5(C4H8O2)(12)和[Tb2(Cu8I8)(pba)6(H2O)4]?5(C4H8O2)(13)。这四个化合物不仅具有多孔的三维骨架结构,还表现出良好的光致发光性质。其中化合物13结构中的铜(I)卤簇和金属Tb3+离子表现出两种完全不同的荧光发射。它可以作为化学传感器,并且表现出良好的探测能力和选择识别性。因为具有两个发光中心和两种不同大小的孔道,所以它能有效地识别多种不同的有机小分子,而且对应每种被检测物的荧光颜色也是不同的。第五章为结论,对本文的研究成果进行了简要的述评和总结。