论文部分内容阅读
环境污染物包括重金属离子与有机小分子的检测与治理正在成为社会关注的焦点。金属-有机框架化合物(MOFs)作为一类新型的功能材料，不但具有金属离子和多齿有机配体结合的稳定微孔结构，而且其大比表面积，可调的孔官能团，可控的骨架拓扑学和几何学显示出在催化、气体储存与分离、分子识别等领域的应用前景。本论文设计并合成了具有荧光性能的MOFs(LMOFs)材料，通过调变MOFs的微孔结构、有机官能团和作为骨架结点的金属位，将其结构特性与荧光性能相结合，使得环境中的醛类化合物和Hg2+离子作为分析物被MOFs吸附、固载、富集和特异性识别。通过研究MOFs骨架与醛类化合物和Hg2+离子等环境有害物相互作用所导致的荧光性能的改变，研究检测灵敏度和选择性的规律，建立污染物浓度与MOFs荧光性能参数之间的定量关系，实现对公众较为关心的环境污染物的高灵敏度、高选择性的实时测定。
本文采用溶剂热法合成甲醛修饰的FA/NH2-UIO-66荧光MOFs化合物和红光发射的Eu-BDC MOFs化合物，通过对其结构和荧光性能的表征，研究对醛类化合物(甲醛，乙醛与乙二醛)和Hg2+离子的荧光传感作用。主要工作如下：
1、采用溶剂热法合成FA/NH2-UIO-66和Eu-BDC，并利用XRD、FTIR、荧光光谱对其进行表征，得到具有良好的热稳定性和化学稳定性的FA/NH2-UIO-66和Eu-BDC，并且能够发射出一定的荧光强度，可作为荧光传感材料；
2、FA/NH2-UIO-66和Eu-BDC分别通过与其配体的荧光分析，初步判断FA/NH2-UIO-66的发光机理是基于配体发光，而Eu-BDC材料中配体与稀土Eu3+离子之间存在电荷转移，即“天线效应”。
3、对FA/NH2-UIO-66进行离子荧光传感研究，得到FA/NH2-UIO-66对Hg2+离子有非常强荧光增强反应，可用于Hg2+离子的荧光增强检测。通过干扰离子实验，发现Pb2+,Cd2+,Cr3+,Al3+,Cu2+,Fe3+,Mg2+等离子对FA/NH2-UIO-66检测Hg2+离子干扰非常小。探究Hg2+离子检测机理，初步判断FA/NH2-UIO-66对Hg2+离子具有高的选择性，是由于亚胺的亲核性能较强，所以Hg2+就极易与亚胺结合，加入Hg2+后，有利于形成环，导致分子刚性增大，最低电子激发态发生变化，荧光增强。
4、对Eu-BDC进行醛类化合物荧光传感研究。实验发现，醛类化合物对于Eu-BDC的荧光均可导致改变，但是不同的醛类化合物对于Eu-BDC的荧光强度不一样，发现Eu-BDC能够很好的区别检测甲醛、乙醛和乙二醛三种有机小分子。其中，发现Eu-BDC在甲醛中有轻微的荧光猝灭现象，在乙醛中荧光完全猝灭，在乙二醛中，616nm左右的红光发射峰完全猝灭，在410nm处有很强的蓝色荧光增强现象。
本文采用溶剂热法合成甲醛修饰的FA/NH2-UIO-66荧光MOFs化合物和红光发射的Eu-BDC MOFs化合物，通过对其结构和荧光性能的表征，研究对醛类化合物(甲醛，乙醛与乙二醛)和Hg2+离子的荧光传感作用。主要工作如下：
1、采用溶剂热法合成FA/NH2-UIO-66和Eu-BDC，并利用XRD、FTIR、荧光光谱对其进行表征，得到具有良好的热稳定性和化学稳定性的FA/NH2-UIO-66和Eu-BDC，并且能够发射出一定的荧光强度，可作为荧光传感材料；
2、FA/NH2-UIO-66和Eu-BDC分别通过与其配体的荧光分析，初步判断FA/NH2-UIO-66的发光机理是基于配体发光，而Eu-BDC材料中配体与稀土Eu3+离子之间存在电荷转移，即“天线效应”。
3、对FA/NH2-UIO-66进行离子荧光传感研究，得到FA/NH2-UIO-66对Hg2+离子有非常强荧光增强反应，可用于Hg2+离子的荧光增强检测。通过干扰离子实验，发现Pb2+,Cd2+,Cr3+,Al3+,Cu2+,Fe3+,Mg2+等离子对FA/NH2-UIO-66检测Hg2+离子干扰非常小。探究Hg2+离子检测机理，初步判断FA/NH2-UIO-66对Hg2+离子具有高的选择性，是由于亚胺的亲核性能较强，所以Hg2+就极易与亚胺结合，加入Hg2+后，有利于形成环，导致分子刚性增大，最低电子激发态发生变化，荧光增强。
4、对Eu-BDC进行醛类化合物荧光传感研究。实验发现，醛类化合物对于Eu-BDC的荧光均可导致改变，但是不同的醛类化合物对于Eu-BDC的荧光强度不一样，发现Eu-BDC能够很好的区别检测甲醛、乙醛和乙二醛三种有机小分子。其中，发现Eu-BDC在甲醛中有轻微的荧光猝灭现象，在乙醛中荧光完全猝灭，在乙二醛中，616nm左右的红光发射峰完全猝灭，在410nm处有很强的蓝色荧光增强现象。