MOFs纳米片复合材料的制备及其在荧光检测中的应用
发布时间：2021-11-14 22:02
金属-有机骨架纳米片与金属-有机骨架材料（MOFs）一样,都是由无机金属离子/簇与有机配体通过配位键组装而成的有序网络材料。MOFs纳米片因其独特的有机-无机杂化特性、大的比表面积、丰富裸露的活性位点、超薄厚度和可调节的化学成分而备受关注,在生物成像、气体分离、化学传感以及药物输送领域具有潜在的应用。近年来,MOFs纳米片可作为载体,用于制备新功能纳米复合材料,该材料不仅具有单一MOFs纳米片的特性,而且具有多种功能材料复合在一起产生的协同性能,从而进一步拓宽了应用领域。本论文主要选用了两种MOFs纳米片,分别将其与卟啉分子（TCPP）和铕离子复合,制备了功能化纳米复合材料,并应用在荧光检测方面。本论文主要包括以下三个部分:（1）我们在MOFs纳米片（H-MOF-5）上负载5,10,15,20-四（4-羧基苯基）卟啉（TCPP）分子,制备了一种响应时间快和超灵敏的荧光探针（H-MOF-5/TCPP）,用于检测水溶液中的2,4,6-三硝基苯酚（TNP）。这种复合材料不仅可以克服TCPP分子在水溶液中易聚集的缺点,能够有效地增强卟啉分子在水溶液中的荧光强度,MOFs还能对检测物起到富集作用...
【文章来源】：西北师范大学甘肃省
【文章页数】：86 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
自上而下的方法和自下而上的方法合成MOFs纳米片的示意图[33]
第一章绪论21.1金属-有机骨架（MOFs）纳米片1.1.1MOFs纳米片的合成目前，已开发出许多用于合成二维MOFs纳米片的方法、例如超声剥离、锂嵌入化学剥离、机械剥离、表面活性剂辅助合成、调节合成和超声合成法等。这些方法主要分为两大类：自上而下法和自下而上法，如图1.1[33]。图1.1自上而下的方法和自下而上的方法合成MOFs纳米片的示意图[33]。Figure1.1SchematicofsynthesizingMOFsnanosheetsfromthetop-downmethodandthebottom-upmethod[33].1.1.1.1自上而下的制备方法自上而下的方法包括层状MOFs的剥离。层状结构的MOFs在层内具有很强的配位键，但是层与层之间的范德华力或氢键很弱[34,35]。自上而下的方法可以有效地克服弱的层间相互作用，从而使层状结构MOFs剥离以形成二维MOFs纳米片。自上而下法主要包括机械剥离、Li嵌入化学剥离和超声剥离法等。如图1.2是通过嵌入和化学剥离方法制备二维MOFs纳米片示意图[36]。图1.2通过嵌入和化学剥离方法制备2DMOFs纳米片[36]。Figure1.2Preparationof2DMOFsnanosheetsbyembeddingandchemicalstrippingmethods[36].
第一章绪论4成了Co-BHT和Co-THT（THT=三亚苯基六硫醇）纳米片[42,43]。尽管他们发现纳米片的厚度可以通过改变有机配体的浓度可以调节，但制备的MOFs纳米片的厚度基本都在100nm以上。图1.3Cu-BHT纳米片的合成过程示意图[41]。Figure1.3SchematicofthesynthesisprocessofCu-BHTnanosheets[41].为了合成超薄二维MOFs纳米片，Makiura，Kitagawa和他的同事报道了在水/空气界面处制备了基于5,10,15,20-四（4-羧基苯基）卟啉（TCPP）的MOFs纳米片。例如通过在水/空气界面处合成CoTCPP-py-Cu超薄的纳米片（NAFS-1）[44,45]。结果表明通过在水/空气界面处可以成功制备超薄的MOFs纳米片。此外，该课题组用相同的合成方法制备了TCPP-Cu（NAFS-2）、PdTCPP-Cu和ZnTPyP-Cu等其他一些MOFs纳米片[46-49]。Nishihara及其同事也报道了在水/空气界面处合成单层和多层的Ni-BHT纳米片。通过金属离子镍（醋酸镍II与配体BHT（BHT=二叔丁基对甲酚））之间的配位，制备的Ni-BHT纳米片厚度为0.6nm与原子力显微镜（AFM）结果是一致的[50]。液/固界面合成法也被用于合成MOFs纳米片。如，Kitagawa等人报道了在液/固界面处通过逐层生长合成了Fe(py)2[Pt(CN)4]（py=吡啶）纳米片[51]。该课题组利用该方法也合成了Fe(py)2[Ni(CN)4]、Fe[Pt(CN)4]和Fe(pz)2[Pt(CN)4]（pz=吡嗪）等MOFs纳米片[52-54]。Terfort及其合作者也报道了在液/固界面上合成了Cu2(F4bdc)2(dabco)纳米片[55]（F4bdc=四氟苯-1,4-二羧酸酯，dabco=1,4-二氮杂双环-[2.2.2]辛烷）。虽然界面合成法是合成MOFs纳米片的简单而有效的方法，但是此方法不适用于在高温下合成MOFs纳米片。另外，MOFs纳米片的产率由界面尺寸等因素决定，限制了MOFs纳米片在实际应用中的大规模合成[56]。
【参考文献】：
期刊论文
[1]卟啉类抗癌药物研究新进展[J]. 于克贵,周成合,李东红. 化学研究与应用. 2007(12)
[2]双重作用机制卟啉靶向给药体系的研究进展[J]. 惠扬,马静,陶敏莉,周雪琴,刘东志. 化学通报. 2007(11)
[3]转光农膜的光谱特性研究[J]. 张颂培,李建宇,陈娟,肖阳,孙玉娥. 光谱学与光谱分析. 2004(10)
[4]头孢唑啉酸与稀土元素Eu3+配合物的合成及配位位置的研究[J]. 陈亮,续浩,穆丽璇,李敬霞. 波谱学杂志. 2002(04)
本文编号：3495429
【文章来源】：西北师范大学甘肃省
【文章页数】：86 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
自上而下的方法和自下而上的方法合成MOFs纳米片的示意图[33]
第一章绪论21.1金属-有机骨架（MOFs）纳米片1.1.1MOFs纳米片的合成目前，已开发出许多用于合成二维MOFs纳米片的方法、例如超声剥离、锂嵌入化学剥离、机械剥离、表面活性剂辅助合成、调节合成和超声合成法等。这些方法主要分为两大类：自上而下法和自下而上法，如图1.1[33]。图1.1自上而下的方法和自下而上的方法合成MOFs纳米片的示意图[33]。Figure1.1SchematicofsynthesizingMOFsnanosheetsfromthetop-downmethodandthebottom-upmethod[33].1.1.1.1自上而下的制备方法自上而下的方法包括层状MOFs的剥离。层状结构的MOFs在层内具有很强的配位键，但是层与层之间的范德华力或氢键很弱[34,35]。自上而下的方法可以有效地克服弱的层间相互作用，从而使层状结构MOFs剥离以形成二维MOFs纳米片。自上而下法主要包括机械剥离、Li嵌入化学剥离和超声剥离法等。如图1.2是通过嵌入和化学剥离方法制备二维MOFs纳米片示意图[36]。图1.2通过嵌入和化学剥离方法制备2DMOFs纳米片[36]。Figure1.2Preparationof2DMOFsnanosheetsbyembeddingandchemicalstrippingmethods[36].
第一章绪论4成了Co-BHT和Co-THT（THT=三亚苯基六硫醇）纳米片[42,43]。尽管他们发现纳米片的厚度可以通过改变有机配体的浓度可以调节，但制备的MOFs纳米片的厚度基本都在100nm以上。图1.3Cu-BHT纳米片的合成过程示意图[41]。Figure1.3SchematicofthesynthesisprocessofCu-BHTnanosheets[41].为了合成超薄二维MOFs纳米片，Makiura，Kitagawa和他的同事报道了在水/空气界面处制备了基于5,10,15,20-四（4-羧基苯基）卟啉（TCPP）的MOFs纳米片。例如通过在水/空气界面处合成CoTCPP-py-Cu超薄的纳米片（NAFS-1）[44,45]。结果表明通过在水/空气界面处可以成功制备超薄的MOFs纳米片。此外，该课题组用相同的合成方法制备了TCPP-Cu（NAFS-2）、PdTCPP-Cu和ZnTPyP-Cu等其他一些MOFs纳米片[46-49]。Nishihara及其同事也报道了在水/空气界面处合成单层和多层的Ni-BHT纳米片。通过金属离子镍（醋酸镍II与配体BHT（BHT=二叔丁基对甲酚））之间的配位，制备的Ni-BHT纳米片厚度为0.6nm与原子力显微镜（AFM）结果是一致的[50]。液/固界面合成法也被用于合成MOFs纳米片。如，Kitagawa等人报道了在液/固界面处通过逐层生长合成了Fe(py)2[Pt(CN)4]（py=吡啶）纳米片[51]。该课题组利用该方法也合成了Fe(py)2[Ni(CN)4]、Fe[Pt(CN)4]和Fe(pz)2[Pt(CN)4]（pz=吡嗪）等MOFs纳米片[52-54]。Terfort及其合作者也报道了在液/固界面上合成了Cu2(F4bdc)2(dabco)纳米片[55]（F4bdc=四氟苯-1,4-二羧酸酯，dabco=1,4-二氮杂双环-[2.2.2]辛烷）。虽然界面合成法是合成MOFs纳米片的简单而有效的方法，但是此方法不适用于在高温下合成MOFs纳米片。另外，MOFs纳米片的产率由界面尺寸等因素决定，限制了MOFs纳米片在实际应用中的大规模合成[56]。
【参考文献】：
期刊论文
[1]卟啉类抗癌药物研究新进展[J]. 于克贵,周成合,李东红. 化学研究与应用. 2007(12)
[2]双重作用机制卟啉靶向给药体系的研究进展[J]. 惠扬,马静,陶敏莉,周雪琴,刘东志. 化学通报. 2007(11)
[3]转光农膜的光谱特性研究[J]. 张颂培,李建宇,陈娟,肖阳,孙玉娥. 光谱学与光谱分析. 2004(10)
[4]头孢唑啉酸与稀土元素Eu3+配合物的合成及配位位置的研究[J]. 陈亮,续浩,穆丽璇,李敬霞. 波谱学杂志. 2002(04)
本文编号：3495429
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