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摘 要

ABSTRACT 2

第一章 绪论 3

1.1金属有机框架材料 3

1.1.1 金属有机框架材料的结构和特点 3

1.1.2 金属有机框架材料的合成方法 4

1.1.3. 金属有机框架材料的应用 5

1.2聚集诱导发光 12

1.2.1 聚集诱导发光的机理 12

1.2.2 聚集诱导发光的应用 13

1.3 本课题的研究意义 14

第二章 基于蒽基的四羧基衍生物的合成和表征 15

2.1 实验部分 15

2.1.1 实验药品与仪器 15

2.1.2 实验步骤 17

2.2 结果与讨论 18

2.2.1 蒽醌的酯衍生物3的表征 19

2.2.2 蒽醌的四羧基衍生物4的表征 20

第三章 结论与展望 23

参考文献 24

摘要

金属有机框架材料(Metal-organic Frameworks, MOFs)它是一种由次级结构单元（多为金属离子或金属簇）与有机连接体自组装形成的一类晶体材料。我们从蒽醌出发先溴化通过Suzuki偶联反应再经水解得到蒽基的四羧基配体，对其进行了核磁共振等表征，表明了合成的有机配体的结构与高纯度，又分析了配体的发光性质，表明其具有聚集诱导发光的性质。通过对金属有机框架材料中聚集诱导发光性质的引入，期望能够设计合成出一种新型高效的有机金属框架发光材料，并推进其在吸附和荧光传感方向上的应用研究与发展。

关 键 词：金属-有机框架材料，聚集诱导发光，表征

ABSTRACT

Metal-organic Frameworks (MOFs) are a class of crystal material formed by self-assembly of secondary structural units (mostly metal ions or metal clusters) with organic connectors.We carried out bromination from anthraquinone by Suzuki coupling reaction and then hydrolyzed to obtain the tetracarboxylic ligand of anthraquinone, which was characterized by nuclear magnetic resonance, indicating the structure and purity of the synthesized organic ligand, and analyzed the distribution. Luminescent properties of the body, indicating that it has the property of Aggregation-Induced Emission.Through the introduction of the inductive luminescence property in the ligand, it is expected to design and synthesize a new luminescent Metal-organic Frameworks, and promote its application and development in adsorption and fluorescence sensing.

Keywords：Metal-organic frameworks；Aggregation-Induced Emission；Conductivity

第一章 绪论

1.1金属有机框架材料

1.1.1 金属有机框架材料的结构和特点^[1]

金属-有机框架材料（Metal-Organic Frameworks，MOFs），是由次级结构单元（多为金属离子或金属簇）与有机连接体相互连接形成的^[1]。因其迷人的拓扑结构、可裁剪和结构多样性、合成过程与仪器简单及其潜在的实用价值, 在近年来受到越来越多的关注，新型结构的MOFs多孔材料的研究和应用具有重要的理论和实践意义^[2]。

多孔性是指MOF材料具有一定数量的孔洞^[3]。金属有机框架材料由可调整的孔、孔道和孔笼组成，而MOF的组成可以通过有机配体和金属中心的选择进行调节，孔径的大小直接影响到MOF的实际应用，小孔径的MOF一般应用于气体的吸附与分离，而大孔径的多应用于催化。另一方面，具有高比表面积的MOFs材料具有优异的催化性能和对气体的吸附能力，提高晶体材料的比表面积也是未来努力的方向。

早年间因为金属簇化学结构的启发Yaghi 小组合成了MOF-5，它的Langmuir比表面积约为2900 m²·g^－1［4］。

2004年，Chae等发现了有机体的六元环裸露的边缘数增大，富勒烯的比表面积也会增大，这种规律也可以适用应用于金属有机框架材料的构建，基于这一发现该课题组设计并合成了MOF-177，Langmuir比表面积达到4500 m²·g^－1［5］。

将同一的有机配体搭配不同的金属中心可以得到多样的MOF材料，例如2010年，Furukawa等用MOF-177的配体重新组建了MOF-180、MOF-200、混合配位的MOF-205，以及的MOF-210，大大增加了MOF材料的多样性，得到了很多高比表面积的晶体材料^［6］。

2012年，Farha等合成了比表面积最高的材料之一的NU-110(PCN-610)^［7］。

金属有机框架结构可以看作由中心金属离子或金属簇和桥联不同连接数的有机配体通过合理自组装反应而形成^[3]。材料中的有机配体是MOF结构的重要组成部分，金属离子之间的距离和络合物的维度可以随配体的变化而变化。金属和有机配体的选择导致晶体材料具有不同的结构，在配位聚合物的配位中，金属离子在构筑配位聚合物中充当连接配体的节点，因为极强的成键能力和极化能力过渡元素 Zn² 、Cd² 、Cu² 等可以和有机配体产生很强的结合力，一直以来是金属中心的最佳选择。但近年来的研究表明，碱金属离子、碱土金属离子、稀土金属离子( 如In³ 、Zr⁴ )都可以参与MOF的组装，其中尤其是镧系金属离子的配位数极高，可以达到7、8或者9的配位，可以构筑结构多样的MOF材料。次级构筑单元(Secondary Building Unit，SBU)也称为金属簇，对MOF的扩展起到了引导作用，较金属离子更大的体积对于构筑高孔隙率的晶体材料有很大优势。四羧基桥联的轮桨状双核结构是最常见的SBU,构成该结构的金属离子可以是Cu² 、Zn² 、Co² 、Fe² 、Cd² 等。

1.1.2 金属有机框架材料的合成方法

水（溶剂）热法

水（溶剂）热法可以分为封管法和反应釜法两种^[8]。大多现在的反应使用反应釜法，因为其较封管法更为简单方便。按照一定的比例将有机配体、金属盐中心粒子和混合溶剂加入反应釜放进聚四氟乙烯的内衬中，拧紧反应釜，设定真空干燥箱程序升温，进行烧釜，高压高温环境可以融化在常温下难溶于水或溶剂的物质，从而在降温时得到重结晶的晶体材料。使用溶剂热法合成的MOFs材料粒径小、分散性能好，易于量产，但是产率较低，需要的时间较长，污染大。

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