沸石型咪唑金属骨架材料的质子转移可视化文献综述

 2022-12-10 15:00:08

开题报告内容：

沸石型咪唑金属骨架材料的质子转移可视化

[研究的主要目的和意义]

一个简单，快速和可靠的有机溶剂中水分含量的化学分析方法对于化学产业生产干燥溶剂和易潮湿的敏感化学物，以及制造石油，原油产品是十分必要的，在这些物质中水分就相当于杂质。同时，在乙醇中水分含量的精确测定对于燃油，酒精性饮料和溶剂行业也是非常重要的。荧光水分敏感元件在测定水分含量方面比电化学感测器有优势，因为它们不但可以远程控制，而且很容易制造。另外，基于荧光的水分含量的测定比传统的卡尔费休滴定法要简单，传统的卡尔费休滴定法要求精确的仪器，熟练的操作人员等等。目前，荧光水分敏感元件限制于有机荧光分子。并且，大多数这样的敏感元件在非常低的浓度下（lt;1% v/v）不能测定水分，有机荧光分子不容易回收利用。在这样的背景下，同时具有内在空隙和结合客分子能力的荧光金属有机框架（MOF）化合物在气体吸附、分离、催化，传感与分子影像等方面具有显著的应用潜力。这种金属骨架材料很容易制备（其快速合成的方法是在室温下，合成速度相比于在非水体系中合成要快得多），它们能提供一个绿色的固态传感过程，而且这种敏感元件很容易实现回收和再生。金属骨架材料在气体贮存，分离，催化作用和化学敏感元件方面的应用也得到了越来越多的重视。

金属骨架材料（MOF）是一类具有独特拓扑结构与孔道的晶态物质，在快速合成的方法中合成得到的金属骨架材料大小约85nm，且拥有突出的在热力学，水热力学和溶剂热上的稳定性。金属骨架材料拥有一个3D的开放框架结构，它可以在不同的有机溶剂中测定水分的含量（范围在0.05-5%），并且，它是目前第一个显示了这种检测能力的材料。它对于水分含量的显著的灵敏度，快速响应和它可以重复使用的优点使得MOF成为一个在有机溶剂中测定水分含量的有效的荧光敏感元件。金属骨架材料的荧光特性是高度依赖于它的结构的，除此之外，它的荧光特性也和溶剂的性质相关联。在无水THF和金属骨架材料的悬浮液中加入一定量的水，可以观察到荧光强度的加强，并且随着水加入量的增多，悬浮液的荧光强度也会随之增加。

目前，一些荧光的金属骨架材料已经作为一个湿度敏感元件在相关检测中运用，但据我们所知，还没有关于这样的金属骨架材料在有机溶剂中水分含量测定的研究被报道过。

[拟研究或解决的问题]

1.沸石型咪唑金属骨架材料的合成。并通过一定的检测方法确证其结构和其大小为纳米级。

2.观察金属骨架材料与染料的混合液中分别加入极性质子性溶剂（如水，甲醇，乙醇），极性非质子性溶剂（如二甲基亚砜，二甲基甲酰胺），非极性质子性溶剂，非极性非质子性溶剂（如甲苯）后荧光的变化，是否荧光强度增强或者产生荧光猝灭的现象。

3.金属骨架材料与染料的混合液加入不同类型的溶剂后荧光发生变化的作用机制，初步推测可能和氢键的形成和能量的转移有关。

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