偶氮苯四羧酸配合物的合成及荧光性能研究

摘要

金属-有机配位聚合物（MOCPs，含有金属-有机骨架，MOFs）由金属离子/簇和有机配体自组装而成，具有广阔的应用前景。近年来，由于其独特的结晶性、可调的多孔性和发光机制的多样性，MOFs已经成为了一种潜在的化学传感器，可以用来检测有机小分子，金属离子，阴离子等环境污染物。与传统的检测装置相比，基于MOFs的传感器具有便携、低价、高选择性、高灵敏度和操作简单等优点。为了获得基于MOF的优异发光传感器，本论文选择具有大共轭结构和较多活性配位点的3,3',5,5'-偶氮苯四羧酸（H4L）作为主要配体。 本文采用溶剂热的合成方法合成了三种结构新颖的基于H4L的金属-有机配位聚合物，{[Co3(phen)2(HL)2]·(H2O)2}n(1)，[Pb4(HL)2H2O]·(H2O)(2)和[Co3(H3L)2(phen)(H2O)10]n(3)。其中，对化合物1,2和3的结构进行了基本表征与分析，并对化合物1和2的荧光性能进行了进一步的研究。 单晶衍射分析结果表明，化合物1为二维层状结构，并形成三维超分子框架；化合物2为有一维开放性孔道的三维结构；化合物3为零维结构，并通过分子间氢键形成三维超分子结构。红外光谱分析与粉末X-射线衍射结果表明三种化合物都以高纯度成功合成。 对化合物1和2的稳定性研究表明，两者都具有很好的热稳定性，并且在水中以及pH为2-11的范围内都可以保持结构的完整。这两种化合物都具有良好的荧光性质，其中，化合物1可以在水溶液中通过荧光猝灭和荧光增强效应分别选择性的识别Fe3+和Al3+；除此之外，1还可以在大量的硝基化合物中对苦味酸（PA）进行选择性的检测。化合物2良好的荧光性能可以被用作六价铬酸根阴离子（CrO42-）和PA的多功能荧光传感器，而且二者都具有很高的选择性与灵敏性。

目录

声明

主要符号表

1 绪论

1.1 金属-有机配位聚合物

1.2 金属-有机配位聚合物的合成方法

1.3 金属-有机配位聚合物的应用

1.3.1储氢材料

1.3.2发光材料

1.3.3 磁性材料

1.3.4药物传递材料

1.4 本课题的立题依据与研究内容

1.4.1本课题的立题依据

1.4.2本课题的主要研究内容

2实验部分

2.1 实验所用试剂与仪器

2.2 实验研究方法

2.3 实验表征手段

2.3.1单晶X-ray衍射结构分析

2.3.2 元素分析（ICP）

2.3.3粉末X-ray衍射(PXRD)

2.3.4傅里叶红外光谱表征(FT-IR)

2.3.5热重分析(TG)

2.3.6 荧光性能测定(FL)

2.3.7 紫外可见光谱分析(UV-vis)

2.4偶氮苯四羧酸配体的合成与官能团表征

2.5偶氮苯四羧酸配合物的合成

3由H4L配体构筑的钴基配合物的结构分析及性质研究

3.1引言

3.2化合物的X-射线单晶结构分析

3.2.1化合物1的X-射线单晶结构分析

3.2.2化合物3的X-射线单晶结构分析

3.3化合物1和3的表征

3.3.1化合物1和3的IR谱图分析

3.3.2化合物1和3的PXRD图分析

3.3.3化合物1的热稳定性研究

3.4化合物1的发光性能研究

3.4.1化合物1的固体荧光

3.4.2化合物1在检测金属离子方面的应用

3.4.3化合物1在检测硝基化合物方面的应用

3.5 本章小结

4由H4L配体构筑的铅基配合物的结构分析及性质研究

4.1引言

4.2化合物2的X-射线单晶结构分析

4.3化合物2的表征

4.3.1 化合物2的IR图谱分析

4.3.2化合物2的PXRD图分析

4.3.3化合物2的稳定性研究

4.4化合物2的发光性能研究

4.4.1化合物2的固体荧光

4.4.2 化合物2在检测硝基化合物方面的应用

4.4.4化合物2在检测阴离子方面的应用

4.5本章小结

5 结论

附录

参考文献

攻读硕士学位期间取得的研究成果

致谢