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金属有机框架(MOFs)是一类由金属离子或金属离子簇与有机桥连分子(有机配体)通过自组装的方式构筑的多孔配位聚合物,具有高比表面积、高孔隙率、结构功能可调控、多样性等优点,在吸附、分离、催化、发光、传感等领域都具有重要的研究价值。近年来,将MOFs作为发光材料可以用于荧光传感领域,因此受到了科学家们广泛的关注。设计和调控三维MOFs的荧光发光,首先是要选择d10元素来构造,例如,Zn、Cd等过渡金属离子。而另一个关键因素是配体的选择,利用配体的刚柔性、共轭性、基团、尺寸等可以去设计MOFs的孔腔结构及化学性能,这些是调控其发光和选择性荧光传感性能的根本因素。因此本文针对性的选择了一类半刚性和一类柔性的四羧酸配体,与过渡金属Zn、Cd离子设计合成了一系列具有荧光发光性能的三维金属有机框架。对材料的结构、物化性质、荧光发光以及小分子传感,进行了研究。(1)利用半刚性的四羧酸配体,在不同的溶剂中通过水热法合成了具有相似的化学成分(M2:L1:Sol3)和拓扑结构的三个MOFs:[Zn4(bptc)2(NMP)3(DMF)(H2O)2]n(1-a),[Cd4(bptc)2(NMP)3(DMF)2(H2O)1]n(1-b)和{[Zn2(bptc)(D-MA)(H2O)2].(DMA)2·H2O}n(2)。进一步研究了这三例材料对于硝基爆炸物(NACs)、金属阳离子的荧光传感性能,发现它们对硝基爆炸物和铁(Ⅲ)阳离子具有极好的荧光猝灭效应,并且选择性强、灵敏度高。此外,还研究了这些发光MOFs对于稀土离子的封装的发光效应,发现在封装了不同的镧系元素(Ⅲ)阳离子后,荧光发光强度显著地提高,并且产生了不同的光色。(2)利用柔性四羧酸配体3-(3’,5’-二羧基苯氧基)邻苯二甲酸(H4L),在水热条件下与Zn和Cd金属离子合成了 2例新颖的二维发光MOFs,[Zn2L(H2O)3]n(1),{[Cd3(HL)2(H2O)2](DMA)}n(2)。两例化合物形成了不同结构的二维层,层间通过大量的氢键进一步拓展成为三维结构。进一步通过XRD表征了水热合成的粉末样品的纯度,通过热重和固态荧光发光表征了材料的稳定性和荧光发光性能。化合物通过配体与金属之间的电荷传输,可以产生良好的荧光发光性能。