吡嗪吡啶配合物的合成及其荧光性能研究文献综述

 2022-08-17 09:45:43

文献综述

摘要:金属-有机框架(MOFs)化合物在近几年来发展迅速,一般由金属离子或金属团簇为连接点,有机配体通过配位键与连接点自组装形成的具有特定孔结构的有机-无机杂化材料。金属有机框架材料相较于传统普通的无机多孔材料具有更高的孔隙率和更大的比表面积,还有孔径可调等其他优点,使其广泛的运用于气体分离、储存,催化等领域。尤其是有些金属有机框架材料具有荧光的特点,在荧光传感方向或荧光材料领域有很大的发展空间。人们开始合成并探究拥有聚集诱导发光(AIE)特性的金属-有机框架材料(MOFs)并研究其作用。

关键词:金属有机框架;聚集诱导发光(AIE);荧光;传感

一、文献综述

(一) 研究背景

金属-有机框架(MOFs)化合物是网状化学的一种形式,一般由金属离子或金属团簇为连接点,有机配体通过配位键与连接点自组装形成的具有特定孔结构的有机-无机杂化材料。它具有高孔隙率、低密度、超高的比表面积、特殊的孔道规则、孔径可调以及拓扑结构多样性和可裁剪性等优点,可应用于在气体中汲取水分、气体储存、载药、储能、催化、化学传感[1]等领域。

传统的荧光生色团在高浓度下会出现荧光减弱甚至不发光的现象,即聚集荧光猝灭(ACQ)。聚集诱导发光(AIE)[2]是指一类在溶液中不发光或呈现微弱荧光的分子在可以利用自身形成聚集态而发光的现象。[3]因此在化学传感、生物成像和光电材料等领域有着广泛的应用。近年来,因金属-有机框架材料产生荧光猝灭、荧光增强或产生荧光的特性,在荧光识别、探测等方面进行应用更是一大热点。本文将对基于不同配体如以四苯乙烯(TPE)[4-7]、四苯基吡嗪(TPP)[8]或其衍生物形成的荧光MOFs的合成及其在荧光传感方面应用进行介绍,并对其应用前景加以展望。

  1. 金属有机框架材料(MOFs)的发光原理

荧光金属有机框架材料(MOFs)发光原理主要有以下几种[9]:配体发光(第一激发态到基态的跃迁,且这种跃迁是 pi;* →pi; 或者是 pi;* → n 的过程),金属发光(主要是镧系金属 MOFs 通过天线效应)、电荷转移发光和客体分子诱导发光。电荷转移发光主要有配体-金属转移(LMCT:电子是从有机配体的局域轨道转移到金属离子的轨道)、金属-配体转移(MLCT:电子从金属离子的轨道转移到有机配体的局域轨道)和配体内的电荷转移(LLCT:电荷在不同配体之间的转移)这三种典型的形式。具有AIE效应的TPE-MOFs、TPP-MOFs、H4TCPP-MOFs材料主要以配体发光为特征,其MOFs材料在作为荧光传感器时会出现荧光猝灭、荧光减弱或增强这两种类型用于检测。

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