摘 要

MOFs在气体储存与分离、催化、传感、作为载体和模板构筑新材料、药物传输等应用有广泛的应用前景。AIE现象具有独特的优越性，因为其具有良好的发光性能,所以在一开始被发现的时候就引起了研究者们的广泛研究兴趣。将AIE性能的材料构筑单元引入金属有机框架结构中，制备AIE-MOFs。不仅可以发挥MOFs发光种类丰富，热稳定性高等优点，还可以提高发光效率和改善现有AIE荧光传感材料的一些不足。本论文从苯乙炔为原料出发，经过溴化反应，偶联反应，水解反应得到四苯丁二烯配体，再与过渡金属离子Zn² 进行溶剂热反应，得到四苯丁二烯单元的MOFs晶体，并进行相关性能的测试，证明四苯丁二烯单元配体具有AIE性质，自组装MOFs材料荧光性能得到极大的提升。

关键词：聚集诱导发光；金属有机骨架；四苯丁二烯；荧光性能

Based on Synthesis and luminescent properties of MOFs of tetraphenylbutadiene unit

ABSTRACT

MOFs in gas storage and separation, catalysis, sensing, as a carrier, and templates to build new materials, drug delivery and other applications have broad application prospects. AIE phenomenon has a unique advantage, because it has good light emission characteristics, it is found at the beginning of the researchers caused a widespread research interest. The AIE properties of materials to build units introduced metal organic framework in preparation AIE-MOFs. MOFs can play not only the light emitting variety, high thermal stability, but also can improve the luminous efficiency and improve some of the deficiencies of the prior AIE fluorescent sensing material. The raw material for the paper from phenylacetylene bromination reaction, coupling reaction, hydrolysis reaction tetraphenylbutadiene ligand, and then with the transition metal ions Zn² thermal reaction solvent to give crystals MOFs unit tetraphenylbutadiene and related performance tests to demonstrate tetraphenyl butadiene unit ligands AIE nature, self-assembly of MOFs fluorescence performance is greatly improved.

KEYWORDS: AIE；MOFs； Tetraphenylbutadiene；Fluorescence properties

目 录

摘 要 I

ABSTRACT II

第一章 文献综述 1

1.1 金属有机骨架化合物介绍 1

1.1.1 一锅反应法 1

1.1.2 分步合成法 2

1.2 聚集诱导发光(AIE)机理 2

1.2.1 分子内旋转受阻 3

1.2.2 分子内共平面 3

1.2.3 抑制分子内光化学或光物理过程 4

1.3 AIE-MOFs 4

1.4 设计思想 5

第二章 四苯丁二烯单元的MOFs合成 6

2.1 引言 6

2.2 实验介绍 6

2.2.1 仪器与原料 6

2.2.2 合成步骤 8

2.3 实验部分 9

2.3.1 ZYT-101的合成 9

2.3.2 ZYT-102的合成 11

2.3.3 ZYT-103的合成（偶联反应） 13

2.3.4 ZYT-104的合成（水解反应） 15

1.3.5 AIE-MOFs合成 17

2.4 结果与讨论 18

2.4.1 配体荧光性质表征 19

2.4.2 配体与配合物荧光性质比较 20

2.4.3 锌离子配合物PXRD表征 22

第三章 结论与展望 23

3.1 结论 23

3.2 展望 23

参考文献： 24

致 谢： 28

第一章 文献综述

1.1 金属有机骨架化合物介绍

MOFs是一种新型多孔晶体材料,具有高达百分之九十的孔隙率和比表面积、拓扑结构丰富、可调节和裁剪。这些优异的性能让MOFs材料在气体吸附与分离、分子识别、光电材料和催化等领域中受到了人们极大的关注^[2]，在这些领域发展具有极高的价值。MOFs具有众多的应用领域,其中关于发光性质的应用领域表现出极高的价值，令人尤其关注^[3]。在2002年MOFs材料首先被报道,直到现在,有1万多种MOFs被合成,其中有一千种多种MOFs具备发光性质^[4]。在荧光传感器,非线性光学,光催化,电致发光器件,生物医学成像等这些领域，MOFs发光材料具有极大的潜在应用价值。

另外MOFs也是一类比表面积大的多孔材料。相对于传统的无机沸石材料和多孔碳材料来说，MOFs具有他们没有的优势^[6]：MOFs可以通过修饰或者选择有机配体，调节自身的形状、结构及孔道；还可以引入功能化的金属离子或有机配体，实现功能化设计。这种优势引起了研究人员极大的兴趣。

目前，MOFs材料在气体储存以及吸附、物质的吸附分离、化学催化以及光电磁等方面受到了人们极大的关注^[2]，在这些领域发展具有极高的价值。

1.1.1 一锅反应法

MOFs材料通常是有机配体与金属盐在溶液在室温到250℃的条件下用一锅法自组装而得到的^[8]。

1. 最常用的方法：在接近室温的条件下，反应溶液的缓慢挥发或溶剂/溶液缓慢扩散来控制反应速率促使得到单晶。
2. 溶剂热/水热法：在更高的温度和压力下，通过控制反应速率(例如通过调节反应体系的PH值)来得到高质量的单晶产物^[9]。该反应反应时间缩短，但是仍然能得到高质量的MOFs单晶。反应产物相比室温条件下合成的产物要更复杂多样化。
3. 微波合成法：在MOFs材料的快速合成中应用，与其他合成方法相比微波合成具有更多的优势。
4. MOFs离子热合成法：除了常用的溶剂之外，通常作为反应过程中的溶剂和模板剂的离子液体也应用于MOFs的合成的方法。

另外，近些年来无溶剂合成方法，由于其对环境污染小，比溶剂合成方法清洁等特点，也开始应用于MOFs材料的合成。

1.1.2 分步合成法

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