基于联苯羧酸类配体金属有机骨架的合成、表征及荧光性质研究

作     者：曲文轩 

作者单位：吉林大学 

学位级别：硕士

导师姓名：李光华

授予年度：2023年

学科分类：081704[工学-应用化学] 07[理学] 070304[理学-物理化学(含∶化学物理)] 08[工学] 0817[工学-化学工程与技术] 0703[理学-化学] 

主      题：金属有机骨架材料 镧系金属 化学传感 荧光调变 白光发射 

摘      要：荧光金属有机骨架(Luminescent Metal-Organic Frameworks,LMOFs)是指由金属中心和有机配体通过配位作用构筑而成,并具有光致发光行为的一类杂化晶体材料。优秀的光致发光特性使LMOFs在化学传感、白光照明、生物医疗等领域具有重要应用价值。本文以3,3’-二羟基-4,4’-联苯二甲酸和3,3’-二羟基-4,4’-联苯二甲酸为有机配体,镧系金属为金属中心,构筑了一系列具有优良荧光发射性能的LMOFs材料,并对其发光机理与性质进行了相应研究工作。本论文主要由以下四个部分构成。第一部分绪论主要介绍了MOFs的历史背景、合成方法、应用进展以及本论文选题的目的及意义。第二部分以La、Ce为金属中心,3,3’-二羟基-4,4’-联苯二甲酸为配体构筑了两种三维MOFs化合物1-2,并具有相同结构。化合物1表现出了优秀的荧光特性,其发光性能源于有机配体。基于化合物1良好的发光性能,我们研究了该化合物对2,4-DNP的荧光传感能力。实验结果表明化合物1对2,4-DNP具有优秀的特异性检测功能。第三部分以Eu、Tb和Ho为金属中心,3,3’-二甲基-4,4’-联苯二甲酸为配体构筑了三种MOFs化合物3-5,其中化合物3和化合物4具有相同结构,并在紫外光的激发下分别具有各自金属中心的特征发射。由于化合物3具有更高的发射强度,我们研究了该化合物对Fe的检测能力,实验结果表明化合物3对Fe具有较好的荧光响应。同时,我们以化合物3和4为基础,通过调节Eu/Tb MOF中两种金属的掺杂比例制备了一组LMOF化合物6-18,实现了荧光从红色、橙色、黄色到黄绿色的可控调变。最后,我们将具有蓝光发射的化合物1与具有黄绿光发射的化合物16混合后研磨,制备了一例具有白光发射的荧光粉A。荧光粉A具有优秀的发光性能,有望在白光照明领域有所应用。第四部分为本论文的结论与展望。