摘要
金属有机框架(MOFs)是金属离子或团簇与具有配位基团的有机配体通过配位键形成的一种高度结晶材料。这类材料因其结构多样、比表面积较高、活性位点丰富和发光性能优异等优点,在气体储存分离、催化、药物递送及荧光传感等多个领域显示出广泛的应用潜力。特别是发光金属有机框架(LMOFs)材料作为荧光探针表现出卓越的选择性和灵敏度,成为荧光检测领域的理想选择。此外,LMOFs可通过后合成修饰实现改性,能够应用于构筑检测效果更强的传感器材料。 本篇论文中选择了两种羧酸有机配体,一种为刚性含氮羧酸配体4-(氨基羰基)-1H-咪唑-5-甲酸(Hica),另一种为多羧酸配体1,3,5-三(3,5-间二羧基苯基)苯(H6bhb),分别与过渡金属离子Zn2+使用溶剂热法合成LMOFs,并对其结构和性质进行了研究。此外,通过封装罗丹明B染料还构筑了一种复合材料,可用于比率型荧光探针。具体工作如下: (1)基于配体Hica,辅助配体4,4'-联吡啶(bpy)与Zn2+通过溶剂热法合成了一种新型Zn-MOF,实验证明其可作为一种多功能荧光探针基于能量竞争吸收和光诱导电子转移机理检测天然生物活性分子棉酚和有机小分子苯胺,基于能量竞争吸收和荧光共振能量转移协同作用检测阴离子Cr2O72-/CrO42-,检测限分别为16.6、87.8和25.8/32.5 nM。并且Zn-MOF可应用于检测棉籽油和胎牛血清中的棉酚。 (2)基于配体H6bhb和Zn2+通过溶剂热法合成了一种具有多孔结构和蓝色荧光的LMOF材料(Zn-BHB)。荧光实验证明Zn-BHB可作为一种荧光探针检测孔雀石绿,具有高选择性和灵敏度,检测限为55.3 nM,可应用于检测鱼肉和湖水中的孔雀石绿。同时,吸附实验证明Zn-BHB可以选择性吸附阳离子染料亚甲基蓝、孔雀石绿、罗丹明B,而对阴离子染料甲基橙几乎不能吸附。其中,Zn-BHB对亚甲基蓝去除效果最好,去除率高达94.4%。此外,将罗丹明B封装到Zn-BHB中,制备了一种复合材料RhB@Zn-BHB,可作为比率荧光探针检测L-乳酸,检测限为559 nM,并可应用于牛奶中的L-乳酸的检测。