光電活性的金屬有機(jī)框架材料的制備與結(jié)構(gòu)調(diào)控.pdf

1、金屬有機(jī)框架(Metal-organic frameworks，MOFs)材料是一種新型功能晶態(tài)材料，與傳統(tǒng)的無機(jī)多孔材料相比，其具有高比表面積、大孔隙率、結(jié)構(gòu)可調(diào)控性強(qiáng)、穩(wěn)定性良好等特征。具有光電活性的MOFs材料在化學(xué)傳感器、光電催化、光電器件等方面具有巨大的應(yīng)用前景。本論文的研究內(nèi)容主要集中于設(shè)計(jì)合成基于含四唑基團(tuán)的1,4,5,8-萘二酰亞胺類配體的MOFs單晶以及制備多種基于1,4,5,8-萘二酰亞胺類配體的MOFs薄膜，探究其

2、光致變色、電致變色的性能和相關(guān)機(jī)理，通過加入第二配體制備出具有不同結(jié)構(gòu)的MOFs單晶。
　　第一章，主要介紹了光電活性 MOFs材料的基本概念、制備方法與應(yīng)用等，詳細(xì)總結(jié)了一些國內(nèi)外的最新研究成果。
　　第二章，利用含四唑基團(tuán)的N,N'-二四唑基-1,4,5,8-萘二酰亞胺(NDI-ATZ)配體與 Zn2+反應(yīng)合成了一個黃色塊狀的MOF晶體 NBU-3，具有二維層狀結(jié)構(gòu)。NBU-3具有可逆的光致變色性能，在太陽光下照射15

3、min后由原來的黃色變?yōu)樯罹G色，在黑暗處放置1h后又重新變?yōu)辄S色。將對苯二甲酸作為第二配體，與 NDI-ATZ、Zn2+反應(yīng)合成了一個黃色棒狀的MOF單晶 NBU-4，具有一維鏈狀結(jié)構(gòu)。NBU-4具有良好的可逆光致變色性能，在太陽光下照射2 min后由原來的黃色變?yōu)樯罹G色，在黑暗處放置40 min后又重新變?yōu)辄S色。分別對 NBU-3和 NBU-4進(jìn)行 X-射線粉末衍射、熱重、紫外可見漫反射光譜、分子熒光光譜等表征數(shù)據(jù)的分析，研究了其穩(wěn)定

4、性和變色機(jī)理。
　　第三章，利用 N,N'-二四唑基-1,4,5,8-萘二酰亞胺(NDI-ATZ)、N,N'-二(3,5-二羧基苯)-1,4,5,8-萘二酰亞胺(H4BIPA-TC)、N,N'-二(4-吡啶基)-1,4,5,8-萘二酰亞胺(DPNDI)與 Zn2+、Ca2+反應(yīng)在摻雜氟的SnO2（FTO）導(dǎo)電玻璃基底表面生成了 NBU-3、NCF-6、NCF-14、NCF-15等 MOF薄膜。在測試其循環(huán)伏安曲線的過程中，發(fā)現(xiàn)這些