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金属-有机框架(MOFs)是一类具有均匀的分子级孔隙、高表面积的材料。基于不同有机配体和无机金属离子或金属离子簇间的多样配位模式,金属-有机框架可以拥有大量的结构和种类,使得MOFs成为一种应用前景广阔的材料。目前,MOFs已经在催化、气体存储和分离、传感、生物成像等领域得到了广泛的应用。作为MOFs的一个分支,发光金属有机框架(LMOFs)近年来发展迅速,成为一种很有前途的功能材料,尤其在荧光传感领域展现出广阔的应用前景。LMOF传感材料具有响应速度快、检测限低、选择性好等特点。本文使用基于二氢蒽发色团的光致变色型有机配体和不同的羧酸辅助配体,通过水热法合成出了10个新的LMOFs晶体材料,表征了它们的晶体结构,测试了部分新合成LMOF晶体材料传感Mn O4-,硝基芳环化合物和Fe3+的能力。它们的分子式如下:(1){[Cd1.5(L)(HOBA)(Et OH)(SO4)(H2O)]?3H2O}n(2)[Cd0.5(L)0.25(2,5-TDC)0.5(H2O)]n(3)[Cd(L)0.25(1,2,4,5-BTA)0.5]n(4)[Cd(L)0.5(2,5-FDC)(H2O)]n(5)[Cd2(L)(HBTC)2]n(6)[Zn0.5(L)0.25(BDC)0.5(H2O)]n(7)[Zn(L)0.25(1,2,4,5-BTA)0.5]n(8)[Zn2(L)(OBA)2(H2O)]n(9)[Cd2(L)(BDC)2]n(10)[Zn(L)0.5(2,5-TDC)0.5(BDC)0.5]n其中L=9,10-双(二(吡啶-4-基)亚甲基)-9,10-二氢蒽;H2OBA=4,4-二苯醚二羧酸;Et OH=乙醇;2,5-H2TDC=2,5-噻吩二羧酸;1,2,4,5-H4BTA=1,2,4,5-均苯四甲酸;2,5-H2FDC=2,5-呋喃二羧酸;H3BTC=均苯三酸;H2BDC=对苯二甲酸。1、基于光致变色配体L开发具有优异Mn O4-传感性能的金属-有机框架材料。使用光致变色分子L作为主配体,H2OBA、2,5-H2TDC、1,2,4,5-H4BTA作为辅助配体,分别与三种不同的Cd盐反应合成了3个结构不同的LMOF晶体材料1-3。其中,1是通过L桥连两条Cd1链和一条Cd2链形成的稀有一维三链结构;2是由二羧酸配体2,5-TDC2-与金属Cd中心配位形成一维链,再与L连接形成的二维结构;3是由四羧酸配体1,2,4,5-BTA4-与金属Cd中心形成二维平面后再与L连接形成的三维框架结构。传感性能研究表明1在光致变色后检测水中的Mn O4-时表现出极高的灵敏性和优异的选择性,是目前报道的最佳Mn O4-传感材料。2、基于光致变色配体L开发多功能的镉-有机框架传感材料。使用两种不同的羧酸辅助配体2,5-H2FDC、H3BTC,光致变色有机主配体L,与镉盐反应合成了两个结构不同的LMOF晶体材料4-5。在4中,2,5-FDC2-配体桥联Cd中心形成一维链,这些一维链再通过L进一步连接构成二维网格状结构;5是由含[Cd2(COO)2]2+二核簇单元的一维双金属链与L连接而成的二维结构。传感性能研究表明5在光致变色前检测水中的TNP时表现出较高的灵敏性和优异的选择性;而在光致变色后5对传感Mn O4-有着极高的灵敏性和选择性。3、基于光致变色配体L开发具有多功能传感性能的锌-有机框架材料。使用相同的Zn盐分别与光致变色有机配体L、三种不同的羧酸辅助配体1,2,4,5-H4BTA、H2OBA、H2BDC反应合成了3个结构不同的LMOF晶体材料6-8。在6中,金属Zn中心与羧酸配体BDC2-、水分子配位形成一维链,一维链间通过4-连接L桥连形成二维结构。在7中,1,2,4,5-BTA4-连接[Zn2(COO)2]2+双核簇单元形成二维面,二维平面间通过L与簇单元连接将二维结构拓展成三维结构。在8中,羧酸配体OBA2-、主配体L分别与Zn1、Zn2配位形成两个二维面,两个二维平面通过L连接形成三维结构。性能研究表明6-8在变色前水相传感TNP表现出较高灵敏性和优异选择性,6-7在变色前对水中的Fe3+表现出良好的传感灵敏性和选择性;在变色后6对Mn O4-有着极高的传感灵敏性和选择性。4、基于光致变色配体L合成新型结构的金属-有机框架。以配体L作为主配体,H2BDC、2,5-H2TDC为辅助配体,合成了两个MOF晶体材料9-10。9是三维结构,其中羧酸配体BDC2-采用三种配位模式与Cd1簇单元和Cd2配位。采用模式A和模式C的BDC2-与金属中心连接成二维结构,二维结构两侧通过L连接形成以L为筒壁内含BDC2-的筒状结构,筒状结构间以采用模式B的BDC2-连接成三维结构。10是二维结构,金属中心通过2,5-TDC2-和BDC2-连接,形成“凹凸”状的一维链,“凹凸”状的一维链间通过配体L连接形成二维结构。