Mn(Ⅱ)基配位聚合物的制备与刺激响应性研究

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配位聚合物(Coordination polymers)在药物输送、生物成像、化学传感、气体储存及分离、多相催化、能量转换等领域具有广泛的应用。目前,虽然多种结构新颖的配位聚合物被报道,但是对于其性能与结构的研究仍然不够充分。刺激响应性材料在外界环境因素的刺激下,其自身某些物理性质或者化学性质会发生响应性变化。目前,单一的酸碱、温度、光照等刺激响应已经不能满足各领域对智能材料所提出的需求。配位聚合物具有可预先设计以及调节等特点,通过引入特定官能团,有利于其实现多重刺激响应性。偶氮苯及其衍生物具有较为稳定的共轭结构和热力学稳定性,对光、热、溶剂以及乏氧等外界刺激因素具有响应性,在生物成像、光药理学、控制释放、生物大分子变构调控等诸多领域具有广泛的应用,是研究比较早、比较广泛的刺激响应分子。因此本课题选择含有双羧基以及偶氮官能团的偶氮苯-4,4’-二羧酸作为有机配体,低毒性、易得的Mn(Ⅱ)为金属节点,采用操作简单且能增加有机配体溶解度的溶剂热法制备Mn基配位聚合物,并且对其多重刺激响应性能进行探究。首先,利用X射线衍射技术、傅里叶变换红外光谱技术、扫描电子显微镜技术、热重技术等对该目标Mn基配位聚合物进行了结构、形貌以及性能的表征,证明了该Mn基配位聚合物的成功制备及其高达460℃的热稳定性。其次,利用紫外-可见光谱仪探索了该Mn基配位聚合物对于酸碱刺激、光刺激以及生物小分子过氧化氢刺激的响应。研究结果表明该Mn基配位聚合物对三种刺激均具有一定程度的响应性。最后,利用X射线衍射技术、电化学技术等对酸碱响应后的Mn基配位聚合物进行表征,对其酸碱响应机理进行了探讨,进一步验证其响应规律可能与有机配体羧基的配位方式有关。综上,本研究成功制备了具有三重刺激响应性能的Mn基配位聚合物,有望应用于化学传感、智能生物材料等领域。
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