论文部分内容阅读
金属有机框架材料(Metal-Organic Frameworks简称MOFs),是以金属离子或金属团簇为中心,以有机配体为桥链,通过各种化学键连接而成的高度结晶化的有机-无机杂化材料。MOFs材料不仅具有迷人的拓扑结构,还展现出奇特的光、电、磁、催化和吸附等性能,尤其独特的光学性能使其在发光、荧光探测、分子(离子)识别、生物荧光标签以及成像等材料中有着广泛、诱人的应用前景。本文设计合成了三种新颖的吡啶多羧酸类有机配体：4,4’-联吡啶-2,6-二羧酸(H2bda)、4-(4-苯甲酸)-2,6-吡啶二羧酸(H3cpda)和4-(3,5-间苯二甲酸)-2,6-吡啶二羧酸(H4dpda),并将其与稀土离子、锌离子在溶剂热条件下合成了四类金属有机框架材料：Ln(bda)3·5H2O (Ln=Sm, Eu, Gd, Tb, Dy)、Zn7O(cpda)3(OH)3、[Ln(H2cpda)(Hcpda)(H2O)]·(H2O)(Ln=Eu, Tb, Tb0.95Euo.o5)和[Ln(Hdpda)(H2-O)4]·0.5(H2O)[Ln=Eu, Gd, Tb, Dy, Tb1-xEux(x=0.1-10%)]。通过单晶XRD解析、粉末晶体衍射(PXRD)、热失重分析(TGA)、元素分析(EA)等对框架材料进行了表征,通过发光光谱分析对其发光性能进行了研究。研究发现,Ln(bda)3·5H2O (Ln=Sm, Eu, Gd, Tb, Dy)为同构物,其结构为零维结构,热稳定性较一般。在325nm激发下,Ln(bda)3·5H2O (Ln=Sm, Eu,Dy)分别显示出很强Sm3+、Eu3+、Dy3+的特征发射峰,由于配体不能敏化Tb3+,使得Tb(bda)3·5H2O不发光。Zn7O(cpda)3(OH)3结构为的3D框架结构,具有很高的热稳定性,加热到400℃仍能保持晶体结构不变。在367nm激发下,Zn7O(cpda)3(OH)3显示出较配体H3cpda显著增强的蓝光发射。[Ln(H2cpda)(Hcpda)(H2O)]·(H2O)(Ln=Eu, Tb, Tbo.95Euo.05)为同构物,其结构为1D之字链结构。H3cpda能同时有效的敏化铽离子和铕离子,对[Tbo.95Euo.o5(H2cpda)(Hcpda)(H20)]·(H2O)的变温荧光光谱研究表明,在40-250K范围内,其546nm与615nm发射峰强度比值ITb/IEu与环境温度T有很好的线性关系,通过测量ITb/IEu可简便、准确地算得温度值T。[Ln(Hdpda)(H2O)4]·0.5(H2O)[Ln=Eu, Gd, Tb, Dy, Tb1-xEu(x=0.1-10%)为同构物,其结构为2D层状结构,具有很高的热稳定性,加热到440-C以后才开始分解。在335nm激发下,[Tb1-xEux(Hdpda)(H2O)4]·0.5(H2O)同时显示出Eu3+和Tb3+的特征发射光谱,且随掺杂量不同发光光谱产生显著变化,其发光颜色可在绿色、黄绿色、黄色、橙色、橙红色和红色之间轻易的调节,同时研究证明Tb3+向Eu3+的能量传递(MMET)o