基于噻吩二羧酸金属有机骨架的合成、结构与性质研究

来源 :云南师范大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:gymc2009
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金属有机骨架(metal-organic frameworks,MOFs)是由有机连接体和金属节点构成的一类新型结晶多孔材料。MOFs具有高的表面积、大的孔隙率、可调的孔径,及其有序的多孔结构、可调的理化性质和改性能力,使MOFs在有机染料和金属离子吸附、离子传感和荧光探针等方面具有很好的应用前景。本论文利用碱土二羧酸金属有机骨架,以及锌-三氮唑-二羧酸体系金属有机骨架研究了它们在荧光检测与染料吸附方面的性质。其主要内容如下:1.研究了三个碱土噻吩二羧酸金属有机骨架化合物[Mg(DMTDC)(DMF)1.5(H2O)]·1.5DMF·H2O(1),[Ca(DMTDC)(DMF)](2)和[Sr(DMTDC)(DMF)](3)(H2DMTDC=3,4-dimethylthieno[2,3-b]thiophene-2,5-di-carboxylic acid)对金属阳离子的荧光识别性能。实验结果表明了化合物1-3均可以通过荧光淬灭识别Fe3+离子。荧光滴定分析表明化合物1-3的荧光淬灭常数分别为8.1×104、6.9×104和2.9×104 M-1。循环实验表明1-3的发光具有较好的稳定性和可重复性。通过粉末X射线、红外光谱、紫外光谱以及XPS光谱对Fe3+离子的识别机理进行了研究,结果表明化合物1-3对Fe3+离子识别作用可能是含硫噻吩配体中的O、S原子与Fe3+离子发生了键合作用,从而导致荧光淬灭。2.利用3-甲基1,2,4-三氮唑(3-methyl-3H-1,2,4-triazole,3-mtz)和噻吩二羧酸H2DMTDC在溶剂热条件下合成了一个新的多孔三维金属有机骨架[(CH32NH2][Zn2(DMTDC)2(3-mtz)]·4DMF·2.8H2O(4)。通过单晶X射线衍射、热重分析和红外光谱对其结构进行表征。该化合物具有大小为11.9×6.3?2的孔道和61.0%的空洞率,孔道被客体分子和[(CH32NH2]+离子所占据。紫外光谱研究表明,化合物4具有选择性吸附有机阳离子染料,而不吸附中性和阴离子染料。此外,负载Tb3+之后化合物4(Tb3+@4)可以选择性地识别Fe3+离子,从而说明了Tb3+@4可作为探测金属Fe3+的荧光探针。3.利用4-氨基-1,2,4-三氮唑(4-amino-4H-1,2,4-triazole,4-atz)和噻吩二羧酸H2DMTDC在溶剂热条件下合成了另外一个新的多孔三维金属有机骨架[(CH32NH2][Zn2(DMTDC)2(tz)]·3DMF·5H2O(5,tz=1,2,4-triazole)。利用单晶X射线衍射、热重分析和红外光谱对其结构进行了表征。单晶结构分析表明,化合物5具有大小为9.7×9.7?2的孔道和55.7%的空洞率。和化合物4一样,化合物5也可以选择性吸附阳离子染料而不吸附阴离子和中性染料。
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