金屬有機骨架化合物的合成、表征及其熒光傳感性能研究

金屬有機骨架化合物是一類通過金屬離子/團簇和有機配體自組裝而形成的骨架材料。MOFs具備結構穩定、比表面積大、孔道多樣性等特點,在儲存氣體、催化、分離、磁力、熒光傳感等方面有廣泛的潛在應用。ZIF-8具備常規的沸石結構,不僅表現出良好的儲氫性質,其強熒光性也具有較高的研究價值。本文系統地研究了ZIF-8的合成、表征及熒光性能應用。本文從多方面展示了金屬有機骨架化合物ZIF-8的熒光傳感性能-作為熒光傳感材料探測金屬離子和溶劑小分子。實驗采用溶劑熱法合成ZIF-8,孔道內摻雜金屬離子和溶劑分子沒有對其骨架結構產生影響。實驗結果表明：ZIF-8對金屬離子Cu2+、Cd2+和有機溶劑-丙酮分子具有較強的敏感度。Cu2+使ZIF-8的熒光強度減弱,并且ZIF-8熒光強度的減弱程度與Cu2+濃度的增加程度成正比例關系；Cd2+使ZIF-8的熒光強度增強,并且ZIF-8熒光強度的增強程度與Cd2+濃度的增加程度成正比例關系。同時,丙酮使ZIF-8的熒光強度增強,并且ZIF-8熒光強度的增強與丙酮濃度的增加成正比例關系。XPS表征表明：ZIF-8/Cu2+樣品,咪唑氮元素的XPS結合能增大,表明ZIF-8對金屬離子的熒光傳感性能可能是由于ZIF-8結構中的咪唑氮元素與金屬離子發生了弱的相互作用。同時,本文研究了金屬有機骨架化合物Cd(L)(bpy)·4H2O·2.5DMF(LMOF)和UMCM-1的熒光性質,通過XRD等分析手段進行表征,初步研究了其在金屬離子和溶劑傳感方面的應用前景。實驗結果表明：孔道內浸入Cd2+使LMOF的熒光強度增強。同時,LMOF和UMCM-1對溶劑分子也有一定的熒光傳感效應。