论文部分内容阅读
稀土配合物具有荧光寿命长、发光单色性好、吸光能力强、发射谱线丰富、光谱覆盖范围广等优异的发光性能,在光、电、照明、传感等领域展现出潜在的应用价值。但是,稀土配合物自身具有较差的光以及热稳定性,极大地限制了它们在实际中的应用。众所周知,沸石、二氧化硅、锂皂石等无机基质具有良好的光热稳定性。因此,将稀土有机配合物组装到无机基质中构筑的有机-无机杂化发光材料,既可以保持稀土配合物优异的发光性能,又具有良好的光热稳定性。本论文主要讨论稀土配合物/沸石(或锂皂石)杂化发光材料在小分子传感领域的应用。具体研究内容如下:首先,通过“瓶中造船法”将稀土配合物Eu3+(TTA)n(TTA为2-噻吩三氟乙酰丙酮)组装到L型沸石纳米孔道中,得到了沸石杂化发光材料Eu3+(TTA)n@NZL,该杂化材料对碱性胺展现出高度的选择性、快速响应以及良好的可重复性。该方法的提出为新型荧光传感材料的构建提供了新的方向。另外,介绍了Y型沸石杂化发光材料(Tb(acac)n@ZY)对乙二胺展现出高度的选择性和良好的敏感性,实现了乙二胺的特异性检测,这种传感功能的实现主要是乙二胺分子与沸石孔道中的acac分子之间的相互作用引起的。然而该方法也存在着一定缺陷:易受外界环境影响。随后,我们将Eu3+/Tb3+-β二酮配合物(双传感单元)装载到L型沸石的纳米孔道中,得到了沸石杂化发光材料Eu4Tb6(acac)n@NZL(acac为乙酰丙酮)。一方面,Eu4Tb6(acac)n@NZL材料可以依据pKb值将有机胺区分为两类,即碱性有机胺(pKb值较大的胺)和非碱性有机胺(pKb值较小的胺)。另一方面,对于碱性有机胺,Eu4Tb6(acac)n@NZL材料可以通过发光颜色和IEu/ITb比值的变化实现每种胺的快速识别。另外,IEu/ITb比值还可以用于绘制碱性有机胺的发射指纹图谱。此外,该方法可有效克服单发射跃迁传感材料易受外界环境影响的缺点,为准确可靠的小分子传感奠定了坚实的基础。上述传感材料的分子识别是依靠类似“锁与钥匙”的分子间专一性结合原则,只能实现单一或者少数特定分析物的检测,对于多分析物系统的检测是一个很大的挑战。我们又利用沸石杂化发光材料(EuxTby(HFA)n@ZY)(HFA为六氟乙酰丙酮)构建简单的比率荧光传感阵列,实现了13种有机胺的精确识别和水中氨气浓度的辨别。其传感过程如下:首先,采集传感元素对多种有机胺的荧光响应数据;其次,利用matlab对收集到的数据进行处理。这一方法的提出为多分析物系统的检测以及浓度检测提供了新的思路。相比多孔材料刚性的三维网络结构,二维层状材料的层间距可以调节,客体分子在该空间内的排布更加“舒适”,反应也更直接、更彻底。我们利用“原位合成法”将Eu3+/Tb3+-β二酮配合物(双传感单元)组装到锂皂石的层间,得到了锂皂石插层发光材料Eu1Tb9(acac)n@Lap。该插层材料对多种有机溶剂中的微量水展现出良好的敏感性。Eu1Tb9(acac)n@Lap的发光颜色和IEu/ITb比值会随有机溶剂中水含量的变化而逐渐发生变化。此外,IEu/ITb比值还可以用于绘制有机溶剂中不同水含量的发射指纹图谱。此外,该材料还具有制备过程简便、成本低等优点,在有机溶剂中微量水检测方面具有广阔的应用前景。