论文部分内容阅读
金属有机骨架材料(MOFs)，具有超高的比表面积、孔隙率、并且孔径大小和结构可调等优点，因而其在能源、催化和生物医药等领域具有巨大的潜在应用前景，相关研究也引起了国内外科学界和工业界的广泛关注。微纳米MOF材料的可控制备是近年来的一个研究热点。在微纳米MOF的制备过程中，溶剂热法由于其方法简单，得到的产物结晶性、均匀性和形貌较好，被广泛用于微纳米材料的合成。需要强调的是，通过添加调节剂或模板剂来同步调控微纳米MOF形貌和晶相的研究以及可控制备具有规则形状稀土微纳米MOF材料的报道还较少。因此，本文通过改变添加剂的用量对In-rho-ZMOF到In-sod-ZMOF材料的形貌变化以及晶相转变进行了研究，同时系统研究了微纳米Re-1，4-NDC-fcu-MOF的形貌调控以及在检测方面的应用。具体内容总结如下: (1)通过溶剂热法制备了基于金属离子In3+和配体4，5-咪唑二羧酸（4,5-ImDC）的In-rho-ZMOF和In-sod-ZMOF。通过PXRD、SEM、氮气吸脱附实验等证明，随着添加剂六亚甲基四胺(HMTA)量的增加，所制备的多孔的In-rho-ZMOF的形貌由亚微米尺寸的十二面体逐渐演变为微米尺寸的无孔的球形，同时观察到了相应的晶相也由rho渐变为sod。这是首篇利用改变添加剂的量同时改变MOF形貌和结构的报道。最后通过改变溶剂和使用其它添加剂和表面活性剂的方法制备出了纳米尺寸的In-sod-ZMOF。 (2)通过溶剂热法制备了基于稀土离子和1，4-萘二酸(1，4-NDC)的具有八面体形状的Re-1，4-NDC-fcu-MOF(Re=Tb、Eu、Gd、Sm、Er、Dy、Yb)微米颗粒。通过优化实验条件，实现了产物由八面体向球形的转变，同时简单讨论了产物的形成机理。 (3)利用溶剂热法通过不同的合成路线制备了Eu-1，4-NDC-fcu-MOF，并得到了立方体、截角立方体、截角八面体、八面体、球形等具有不同形貌的产物，同时观察到了立方体逐渐演变成八面体以及球形的过程。通过荧光光谱的表征发现所制备的微纳米Eu-1，4-NDC-fcu-MOF表现出较强的Eu3+的特征发射峰，并观察到了配体1，4-NDC向Eu3+的能量传递。所制备的材料具有较高的量子效率和优异的发光性能。此外，还发现该材料的荧光光谱具有pH双响应和溶剂诱导的发光增强的效果。利用该材料的荧光性能不仅可以检测DMF中的水，而且还可以有效的检测联苯二胺（BD，Ⅰ类致癌物）。以上结果证明微纳米Eu-1，4-NDC-fcu-MOF材料可以在多个应用领域实现检测的应用。同时，通过对微纳米Eu-1，4-NDC-fcu-MOF形貌调控和形成机理的探讨，对于制备其他微纳米MOF材料具有较为重要的意义。