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金属有机凝胶(MOGs)是由金属离子和有机小分子通过金属-金属作用、π-π堆积、氢键和范德华力等自组装形成的一种新型有机-无机杂化材料。由于MOGs具有高比表面积、良好的表面亲和性、渗透性、刺激响应性以及快速传质等特性,该类材料已被广泛应用于手性识别、质子传递、有机催化、吸附和荧光传感。在形成MOGs的有机小分子中,三联吡啶类配体与金属离子结合时易形成金属-金属作用、π-π堆积、氢键以及范德华力从而形成MOGs。基于此,本文以4-[2,2’’:6’,2’’-三联吡啶]-4’-苯基羧酸(Hcptpy)为配体,Al3+、Cu2+和Ag+为中心金属离子分别制备了Al-MOGs、Cu-MOGs和AgNPs/MOGs复合物,并分别应用于羟基硝基芳香族化合物、多巴胺(DA)和高锰酸根(MnO4-)的分析检测,拓展了MOGs在分析领域的应用。具体研究内容如下:(1)温和合成金属有机凝胶Al-MOGs用于选择性识别羟基硝基化合物硫酸铝和Hcptpy在温和的条件下形成了具有蓝色荧光的Al-MOGs,该凝胶不仅对超声、振摇、加热、酸和碱具有刺激响应性,而且凝胶的荧光能被15种硝基芳香族化合物中的4种羟基硝基芳香族化合物选择性猝灭。在对硝基苯酚(4-NP)、3,5-二硝基水杨酸(3,5-DNTSA)、2,4-二硝基酚(2,4-DNP)和苦味酸(PA)这四种羟基硝基芳香族化合物中,PA具有最低的最低空轨道(LUMO)能级和内滤作用(IFEs),因此在同浓度下PA对凝胶的荧光猝灭程度最大,基于此,本文以PA为代表进行了深入研究并建立了选择性检测PA的新方法。(2)铜(II)-金属有机凝胶Cu-MOGs作为模拟酶用于比色法检测DA在温和条件下合成具有模拟酶性质的Cu-MOGs,经冷冻干燥处理得到Cu-MOXs并用于下一步实验,在实验过程中Cu-MOXs催化H2O2产生羟基自由基,生成的羟基自由基将3,3’,5,5’-四甲基联苯胺(TMB)氧化为氧化态的TMB(oxTMB)而显色,当在该溶液中加入DA后TMB的氧化被抑制且oxTMB的吸光度降低。基于此,我们建立了Cu-MOXs-TMB-H2O2体系并用于DA的检测。在最优条件下,DA的浓度(0.5μM-20μM)与oxTMB的吸光度具有良好的线性关系。该体系拓展了MOGs作为模拟酶材料在分析检测中的应用。(3)AgNPs/MOGs的制备并用于表面增强拉曼散射检测MnO4-本实验利用Hcptpy的配位作用和还原作用,将一部分Ag+用于合成MOGs,另一部分Ag+被Hcptpy自身结构中的吡啶基团还原为AgNPs,由于MOGs具有较高的比表面积和表面亲和性,因此可将AgNPs吸附在表面,这样就得到了AgNPs/MOGs复合材料。该复合材料的高密度AgNPs可形成大量的拉曼热点,从而极大地增强了拉曼分子的拉曼信号,此外该材料中的凝胶因子能作为内源性拉曼分子,无需额外添加拉曼分子。因此AgNPs/MOGs复合材料成功用于了表面增强拉曼散射(SERS)。AgNPs/MOGs自身有一定的拉曼信号,当加入一定浓度的MnO4-后,由于MnO4-对AgNPs具有化学腐蚀作用,AgNPs/MOGs的拉曼信号降低。基于此,该体系建立了一种简单、高灵敏性和选择性检测MnO4-的SERS分析方法。综上所述,我们制备了基于Hcptpy的MOGs及其复合材料,并成功用于羟基硝基芳香族化合物、DA和MnO4-的分析检测。本文进一步丰富了MOGs在分析检测方面的应用。