偶氮四酸配体构筑金属配合物的结构和荧光探针性能的研究

发布时间：2017-08-29 12:15

  本文关键词：偶氮四酸配体构筑金属配合物的结构和荧光探针性能的研究

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【摘要】：金属有机配合物兼具有无机物和有机物的特点,其结构受无机金属离子和有机配体的双重调节作用,因此人为调节和设计配位聚合物的结构,使其具有特定的功能成为可能。配合物的应用范围十分广泛,例如气体储存和吸附,气体检测,离子交换,催化以及发光材料等。荧光探针技术作为金属配合物的一个新兴应用领域,由于具有响应迅速(测试时间短)、灵敏度高、对特定物质选择性高、成本低等优点而备受广大科学学者关注。但是到目前为止,被报道的配合物所能检测的被检测物种类仍然十分有限。因此基于具有荧光性能的有机配体和金属离子合理的设计和构筑荧光检测性能良好的金属有机配合物十分值得研究。本论文主要是从事过渡金属有机配合物的设计合成、结构分析与荧光性能的研究。考虑从荧光探针性能的实际应用出发,选用具有有利于发光的大共轭结构的偶氮苯-3,3',5,5'-四羧酸(H4abtc)配体作为主配体,并选用1,10-菲Up啉(phen)、哌嗪(pip)、三乙烯二胺(DABCO)等含氮有机分子为辅助配体,通过对反应条件筛选,设计合成了9个结构新颖的金属有机配合物,其中:1.配合物1~4具有零维结构,它们的分子式分别为:[Co(phen)(H2O)3]2(aobtc)·4H2O(1),[Ni(phen)(H2O)4](H2aobtc)·H2O(2),[Co(phen)(H2O)2(H2abtc)]2·2H2O(3),[Cd(H2O)3(aobtc)]2·2(pip)·2H2O(4);2.配合物5为一维链状结构,分子式为[Zn(phen)(H2O)]2(abtc)·2H2O(5);3.配合物6~8为二维结构,它们的分子式分别Mn(DMF)(H2O)2(H2abtc)·2H2O(6),Cd(H2O)(H2aobtc)(DABCO)(7),[Mn6(H2O)8(aobtc)3]·2H2O(8);4.配合物9为三维结构,分子式为[Co2(phen)(DMF)(aobtc)]·DMF(9)。并对它们的X-ray单晶结构数据进行了解析。此外,还进行了IR、粉末XRD、TG及荧光性能的研究,目的在于研究金属有机配合物的结构多样性、合成条件及规律以及该类配合物的内在结构与荧光性能的密切关系。本论文详细的讨论了所合成配合物的晶体结构及合成条件,分析了合成条件中的关键因素,例如辅助配体的作用、pH值及反应温度的影响。初步探究了其荧光性能及作为荧光探针应用的可行性。配合物1,2,4,6,8均具有对硝基苯的选择性荧光响应,因此可以用于硝基化合物的检测。同时,对比配合物的测试结果,发现响应效果与配合物所具的孔洞结构有关,并且具有高维结构的配合物6和8相比于低维结构配合物1,2,4灵敏度更高(检测限更低)。以上工作拓宽了荧光探针技术的应用,为把该类金属有机配合物推向实际生产生活奠定了基础。
【关键词】：偶氮四酸配体 水热合成 晶体结构 荧光探针
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：O641.4
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 绪论9-20
• 1.1 课题背景及意义9-10
• 1.2 金属有机配位聚合物的应用10-19
• 1.2.1 储氢材料10-12
• 1.2.2 催化性能12-14
• 1.2.3 发光材料14-15
• 1.2.4 化学传感器15-19
• 1.3 本文研究的主要内容及创新点19-20
• 1.3.1 本文研究的主要内容19
• 1.3.2 本文的创新点19-20
• 第2章 实验研究方法20-29
• 2.1 主要实验研究方法20-25
• 2.1.1 偶氮四酸配体的合成与官能团表征20-22
• 2.1.2 偶氮四酸配合物的合成22-25
• 2.2 实验所用主要化学试剂25-26
• 2.3 实验所用仪器26-27
• 2.4 实验表征手段27-29
• 2.4.1 单晶X-ray衍射结构分析27
• 2.4.2 傅里叶红外光谱表征(FT-IR)27
• 2.4.3 元素分析(ICP)27
• 2.4.4 粉末X-ray衍射(PXRD)27-28
• 2.4.5 热失重检测(TG)28
• 2.4.6 荧光性质测定(FL)28-29
• 第3章 偶氮四酸配体配合物的结构分析29-68
• 3.1 引言29-30
• 3.2 零维配合物 1~4 的晶体结构分析及表征30-45
• 3.2.1 配合物1的晶体结构测试及分析30-32
• 3.2.2 配合物2的晶体结构测试及分析32-35
• 3.2.3 配合物3的晶体结构测试及分析35-38
• 3.2.4 配合物4的晶体结构测试及分析38-41
• 3.2.5 配合物 1~4 的的IR、PXRD和TG表征41-45
• 3.3 一维配合物5的晶体结构分析及表征45-50
• 3.3.1 配合物5的晶体结构测试及分析45-48
• 3.3.2 配合物5的IR、PXRD和TG表征48-50
• 3.4 二维配合物 6~8 的晶体结构分析及表征50-63
• 3.4.1 配合物6的晶体结构测试及分析50-53
• 3.4.2 配合物7的晶体结构测试及分析53-55
• 3.4.3 配合物8的晶体结构测试及分析55-59
• 3.4.4 配合物 6~8 的IR、PXRD和TG表征59-63
• 3.5 三维配合物9的晶体结构分析及表征63-67
• 3.5.1 配合物9的晶体结构测试及分析63-66
• 3.5.2 配合物9的IR表征66-67
• 3.6 本章小结67-68
• 第4章 偶氮四酸配体配合物的荧光性质及应用68-78
• 4.1 引言68-69
• 4.2 配合物 1~8 的固体荧光性质的测试及分析69-71
• 4.3 新合成配合物的荧光探针性质测试及分析71-77
• 4.4 本章小结77-78
• 结论78-79
• 参考文献79-86
• 致谢86

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本文编号：753220