新型光致变色和荧光开关MOFs的设计、合成及性能研究

发布时间：2018-04-02 03:23

  本文选题：金属有机框架材料　切入点：光致变色分子开关　出处：《东华理工大学》2017年硕士论文

【摘要】：金属有机框架化合物作为无机-有机杂化材料,兼具有机组分和无机组分的特征,并且热稳定和化学稳定性能好、合成比较简单。利用有机配体的多样性及金属的配位多样性进行合理的设计,能够实现其结构高度的可调性,甚至还能以多孔MOFs为载体负载功能性有机化合物,得到具有新的理化性质的功能化材料。旨在研究拓展金属有机框架材料作为光响应分子开关特别是光致变色和荧光开关,采用自组装合成和孔道负载两种方法设计制备了8例光响应MOFs分子开关材料。本论文主要包含以下三个内容:(1)在溶剂热条件下,以含双烯烃的1,4-二[2-(4-吡啶)乙烯基]-苯(1,4-bpeb)有机配体,2-氨基对苯二甲酸(2-NH_2-bdc)辅助配体和金属离子Zn~Ⅱ,自组装合成了一例新型光致荧光变色MOFs材料[Zn(COO)(1,4-bpeb)_(0.5)(2-NH_2-bdc)_(0.5)]_n(MOF-1)。该材料呈现两重穿插的三维CdS网格,并且两个独立穿插的网格中,成对的1,4-bpeb配体平行排列,碳碳双键之间的距离满足在紫外光照下发生固态[2+2]环加成反应的条件,产生了单晶到单晶的转换,生成含有四元环光产物R的一维聚合物[Zn(COO)R_(0.5)(2-NH_2-bdc)_(0.5)]_n(MOF-2),它具有双节点的{6~2·8~3·10}{6~5·8}_2拓扑网格。此外,MOF-2在60°C条件下加热6小时发生可逆的热裂解开环反应,可再次得到初始材料MOF-1。这一可逆的环化/开环结构转变使该MOFs材料能用作性能优良的以光和热控制的绿/蓝双色荧光开关。(2)在溶剂热条件下,以光活性含N二芳基乙烯衍生物(L)有机配体、辅助配体4,4'联苯-二甲酸(H_2bpdc)和金属Zn~Ⅱ,自组装构建了一例五重穿插的三维多孔MOFs材料[Zn(L)(bpdc)·solvents](MOF-3),同时呈现dia拓扑网格,孔隙率约为36.9%,孔尺寸为8.4×10.8?~2。在该材料中,二芳基乙烯配体L在UV/Vis交替照射下,仍然能发生闭环与开环之间的可逆转变,从而使得MOF-3同时具有在浅黄色与深蓝色两者之间切换的光致变色开关和蓝光发射可逆衰减/恢复的光致荧光开关。(3)以多孔MOF[Zn(L)(bpdc)]为载体,使用旋转蒸发法分别负载了蒽、菲、芴、芘、邻菲罗啉及2,2'-联吡啶六种生色团有机化合物,构建了六种MOF与生色团复合物,即MOF@Chromophore材料:MOF@蒽、MOF@菲、MOF@芴、MOF@芘、MOF@邻菲罗啉和MOF@2,2'-联吡啶。MOF@Chromophore系列材料由于其保持了二芳基乙烯衍生物L配体在紫外光和可见光照射下,发生闭环和开环反应的特性,从而导致MOF@Chromophore系列材料不仅具有光致变色性能(浅黄/深蓝色)还具有光致荧光开关的性能。
[Abstract]:As inorganic and organic hybrid materials, organometallic framework compounds have the characteristics of both organic and inorganic components, and have good thermal and chemical stability. The synthesis is relatively simple. Using the diversity of organic ligands and metal coordination diversity to design reasonably, it can achieve its highly adjustable structure, and even can load functional organic compounds with porous MOFs as the carrier. Functional materials with new physical and chemical properties were obtained. The purpose of this study was to develop metal-organic frame materials as photo-responsive molecular switches, especially photochromic and fluorescent switches. Eight optically responsive MOFs molecular switching materials were designed and fabricated by two methods of self-assembly synthesis and pore loading. An organic ligand containing diolefin, 1H 4- bis [2-o 4-pyridine] -benzene-1-bpeb), was used to assist ligands and metal ions Zn ~ 鈪，

本文编号：1698580