共轭芳香羧酸配体构筑的功能性铟有机框架材料性能研究

发布时间：2021-12-29 08:47

　　依据配位化学原理,本论文研究铟金属有机框架化合物的合成方法、晶体结构、光电性质及作为多功能材料的应用。选择含有单环、双环、三环及四环等不同共轭类型的芳香羧酸为主配体,含氮杂环邻苯二胺、2,2’-联吡啶和邻菲罗啉为辅助配体,采用水/溶剂热合成方法,得到15例结构新颖的铟金属有机框架材料,实现运用有机配体不同配位点制备功能化三维框架的目的。通过单晶X-射线衍射分析晶体结构,并利用元素分析、粉末X-射线衍射对结构进行表征,通过热重分析、荧光光谱、紫外-可见光谱和电化学工作站进行性能测试,深入探究晶体结构与性能之间的关系。以小分子呋喃二羧酸为配体,得到一个新颖的三维铟金属有机框架化合物,分子式为[In（FDA）（HFDA）（H₂O）₄]·2H₂O（1）,通过氢键和π···π堆积连接,展现出一个6-连接的pcu拓扑网络。金属有机框架化合物1包含未配位的羧酸基团可以敏化稀土离子得到Dy³⁺@1和Eu³⁺@1荧光增强材料。当Eu³⁺离子溶液浓度从0.0增加到1.6μmo... 

【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校

【文章页数】：157 页

【学位级别】：博士

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摘要
Abstract
本论文合成的金属有机框架材料的分子式和CCDC号
第1章 绪论
    1.1 配位化学的发展
    1.2 金属有机框架材料的发展
    1.3 金属有机框架材料的设计合成
    1.4 金属有机框架材料的应用
        1.4.1 荧光材料
        1.4.2 检测传感材料
        1.4.3 药物载体材料
    1.5 铟金属有机框架材料的发展概况
    1.6 本课题研究的目的意义和主要研究内容
        1.6.1 本课题研究的目的和意义
        1.6.2 本课题的主要研究内容
第2章 实验材料及研究方法
    2.1 实验试剂和仪器
        2.1.1 实验试剂
        2.1.2 实验仪器及测试方法
    2.2 主要研究方法
        2.2.1 金属有机框架化合物的合成方法
        2.2.2 金属有机框架化合物敏化稀土离子的实验方法
        2.2.3 金属有机框架化合物捕获碘的实验方法
        2.2.4 金属有机框架化合物负载药物分子的实验方法
第3章 含氧共轭单环二羧酸铟有机框架及白光发射
    3.1 引言
    3.2 金属有机框架化合物1的合成
    3.3 金属有机框架化合物1的结构表征
        3.3.1 金属有机框架化合物1的元素分析
        3.3.2 金属有机框架化合物1的XRD分析
        3.3.3 金属有机框架化合物1的晶体结构分析
    3.4 金属有机框架化合物1的热稳定性分析
    3.5 金属有机框架化合物1的荧光性能研究
        3.5.1 能量传递过程分析
        3.5.2 固态荧光性能研究
        3.5.3 金属有机框架化合物1敏化稀土离子发光性能研究
        3.5.4 金属有机框架化合物1比率式传感Eu~(3+)性能研究
        3.5.5 金属有机框架化合物1调控Dy~(3+)/Eu~(3+)比例白光发射性能研究
    3.6 本章小结
第4章 共轭双环单羧酸铟有机框架及碘捕获
    4.1 引言
    4.2 金属有机框架化合物2和3的合成
    4.3 金属有机框架化合物2和3的结构表征
        4.3.1 金属有机框架化合物2和3的元素分析
        4.3.2 金属有机框架化合物2和3的XRD分析
        4.3.3 金属有机框架化合物2和3的晶体结构分析
    4.4 金属有机框架化合物2和3的热稳定性分析
    4.5 金属有机框架化合物3的碘捕获性能研究
    4.6 金属有机框架化合物3碘捕获后半导体性质研究
    4.7 本章小结
第5章 共轭双环二羧酸铟有机框架结构及光电性能
    5.1 引言
    5.2 金属有机框架化合物4?11的合成
    5.3 金属有机框架化合物4–11的结构表征
        5.3.1 金属有机框架化合物4–11的元素分析
        5.3.2 金属有机框架化合物4–11的XRD分析
        5.3.3 金属有机框架化合物4–11的晶体结构分析
    5.4 金属有机框架化合物4–11的热稳定性分析
    5.5 金属有机框架化合物4–9的荧光性能研究
        5.5.1 金属有机框架化合物4–9的固态荧光性能研究
        5.5.2 金属有机框架化合物4–9的液态荧光性能研究
        5.5.3 金属有机框架化合物7和8的AIE性质研究
    5.6 金属有机框架化合物10和11在DSSCs中的应用研究
        5.6.1 金属有机框架化合物10和11的紫外吸收
        5.6.2 金属有机框架化合物10和11的电化学性能
        5.6.3 金属有机框架化合物10和11的电池性能
        5.6.4 金属有机框架化合物10和11的光电转化效率
        5.6.5 金属有机框架化合物10和11的电化学交流阻抗
        5.6.6 金属有机框架化合物10和11的结构对电池性能影响
    5.7 本章小结
第6章 膦氧共轭三环三羧酸铟有机框架及药物传递
    6.1 引言
    6.2 金属有机框架化合物12和13的合成
    6.3 金属有机框架化合物12和13的结构表征
        6.3.1 金属有机框架化合物12和13的元素分析
        6.3.2 金属有机框架化合物12和13的XRD分析
        6.3.3 金属有机框架化合物12和13的晶体结构分析
    6.4 金属有机框架化合物12和13的热稳定性分析
    6.5 金属有机框架化合物12的药物传递研究
        6.5.1 金属有机框架化合物12负载5-FU药物分子
        6.5.2 金属有机框架化合物12与5-FU药物分子的键合行为
        6.5.3 金属有机框架化合物12释放5-FU药物分子
        6.5.4 Zn~(2+)刺激金属有机框架化合物12释放5-FU药物分子
    6.6 本章小结
第7章 醚氧四环三羧酸铟有机框架及痕量水检测
    7.1 引言
    7.2 金属有机框架化合物14和15的合成
    7.3 金属有机框架化合物14和15的结构表征
        7.3.1 金属有机框架化合物14和15的元素分析
        7.3.2 金属有机框架化合物14和15的XRD分析
        7.3.3 金属有机框架化合物14和15的晶体结构分析
    7.4 金属有机框架化合物14和15的热稳定性
    7.5 金属有机框架化合物14与15间的晶型转化分析
        7.5.1 晶型转化过程结构分析
        7.5.2 晶型转化过程TGA和XRD分析
        7.5.3 晶型转化过程的显色时间分析
    7.6 金属有机框架化合物14对痕量水荧光检测研究
    7.7 金属有机框架化合物15的传导性质研究
    7.8 本章小结
结论
创新点
展望
参考文献
附录
攻读博士学位期间发表的论文及其它成果
致谢
个人简历


【参考文献】：
期刊论文
[1]金属有机框架化合物对溶剂分子和有机小分子荧光识别与传感研究进展[J]. 刘志强,黄永清,孙为银.  无机化学学报. 2017(11)
[2]金属有机框架材料（MOFs）在光催化有机合成中的应用[J]. 孙登荣,李朝晖.  中国材料进展. 2017(10)
[3]金属有机框架材料的制备及应用研究进展[J]. 韦复华,梁钊,姚亮,罗云,赵帅奇,陈鼎.  现代化工. 2017(05)
[4]基于磁性金属有机框架化合物——适配体探针的氯霉素仿生比色传感器研究[J]. 吴彩叶,缪养宝,朱云云,干宁,欧昌荣,曹锦轩.  分析化学. 2016(12)
[5]发光金属-有机框架材料研究进展[J]. 邹吉勇,李玲,游胜勇,谌开红,陈衍华.  生物化工. 2016(01)

博士论文
[1]基于1,2,4-三氮唑衍生物构筑的配位聚合物结构及性质研究[D]. 史珍珍.南京大学 2017
[2]紫精功能化金属有机框架材料的合成、结构及光、电性能研究[D]. 李海洋.郑州大学 2017
[3]不对称催化硅基化反应及金属有机框架物的合成应用研究[D]. 陈震.山东大学 2016
[4]微纳尺度金属—有机框架（NMOFs）的合成及其在检测、传感和生物医学方面的研究[D]. 李延安.山东师范大学 2016
[5]离子型金属—有机框架材料及其主—客体系的设计、合成与非线性光学性能[D]. 郁建灿.浙江大学 2013
[6]金属—有机框架材料的功能修饰、尺寸调控和性能研究[D]. 徐绘.浙江大学 2013



本文编号：3555793