基于主客体相互作用的guest@LMOFs复合材料的可控组装与发光性能调控
结题报告
批准号:
21601028
项目类别:
青年科学基金项目
资助金额:
20.0 万元
负责人:
张大帅
依托单位:
学科分类:
B0102.配位化学
结题年份:
2019
批准年份:
2016
项目状态:
已结题
项目参与者:
胡慧、张秀玲、陈强、贾艳媛、刘晓静、刘鹏飞、王娜、付俊娜
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中文摘要
利用发光金属有机框架(LMOFs)可调节的孔道结构吸附特定的客体,来制备性能独特的复合发光材料(guest@LMOFs),已成为化学领域的研究热点之一。然而,该类材料依然存在客体封装效率不高、组装上缺乏可控性、性能调控规律不够清晰等问题,因此,如何构筑高效、稳定、性能可控的guest@LMOFs复合材料仍需更加深入的研究。本项目计划:1)在LMOFs孔道中设计引入多种相互作用(如配位作用、氢键作用、堆积作用、静电引力),并据其不同的作用特点,分析建立模型,进而为主体框架的结构设计和相应客体类型的选择提供指导,提高封装效率,实现该类材料的可控组装;2)基于我们新合成的一类具有封闭孔的LMOFs,进一步通过“一锅法”策略,实现高效、稳定的客体封装,探索有效构筑该类材料的新方法;3)通过对材料发光性能的深入研究,总结各种主客体相互作用对材料性能的影响规律,建立“框架+客体-发光性能”构效关系。
英文摘要
It has been an important part of study in chemistry field for utilizing the regulable pore structures of Luminescent Metal-Organic Frameworks (LMOFs) to adsorb specific guest so that preparing composite luminescent materials (guest@LMOFs) with unique properties. However, there still exist a series of problems of this kind of materials like low encapsulation efficiency, lack of controllability of the assembly, and uncertainty of property modulation. As a result, more deep studies are still needed for the rational design and synthesis of stable guest@LMOFs materials with high efficiency and controllable properties. In this project, to solve these problems, 1) we will design and introduce various kinds of interactions (e.g. coordination, hydrogen bonding, stacking, electrostatic attraction) into pores of LMOFs, and based on analyzing of their different characteristics, complete the mechanism modelling of interactions, which could provide guidance for the structure design of host frameworks and guest selection of corresponding type, thus enhancing the encapsulation efficiency and further realizing the controllable assembly of guest@LMOFs composite materials; 2) base on a class of new obtained LMOFs with closed pores, guest encapsulation with high efficiency and stability will be further realized by using a “one-pot strategy”, and effective new method for the construction of these materials will be explored; 3) through deep study of the luminescent properties of obtained materials, we will summarize the influence discipline of various host-guest interactions to material properties, and then, build the relationship of “framework + guest – luminescent property”.
发光材料由于在传感、照明、显示器以及光学器件等诸多领域的广泛应用成为国际科学前沿的研究热点之一。设计和开发具有长寿命、低能耗、高效率的高性能发光材料成为众多物理和化学家所追求的理想与目标。由于材料的发光性能主要取决于电子分布和能级结构,因此我们需要对其组成和结构有确切的认知,才能实现对材料发光性能的有效调控,而晶态材料的特性恰好可以满足这一要求。近年来,作为一类新型的晶态分子基框架材料,金属有机框架(MOFs)备受瞩目,其有机无机杂化的组成特性及其独特的孔道结构,使其拥有可作为发光材料的独特优势。其中,利用发光MOFs(LMOFs)可调节的孔道结构吸附特定的客体,来制备性能独特的复合发光材料(guest@LMOFs),已成为化学领域的研究热点之一。本项目中,通过引入多种相互作用(如配位作用、氢键作用、堆积作用、静电引力),我们构筑了多个系列的MOF基主客体平台,并利用MOFs孔道和框架的可调节性,从提高框架对客体的封装效率以及调控两者之间的相互作用力入手,深入研究了guest@LMOFs的构筑规律和发光性能,初步揭示了结构调控以及发光性能之间的关系,获得了系列新型高性能的复合发光材料。在此基础上,进一步拓展了所得材料的应用领域,如吸附分离、传感及催化等,并对所得材料实际应用的可能途径进行了初步探索。经过三年多的探索,本项目取得了多个系列的研究成果,已发表SCI收录论文14篇(包括ACS Appl. Mater. Interfaces 1篇、J Colloid. Interf. Sci. 1篇、Inorg. Chem. Front. 1篇、Dalton Trans. 2篇、Chin. Chem, Lett. 1篇、Chem. Asian J. 1篇、CrystEngComm 1篇等)。此外,还有申请中专利1项以及多篇准备投稿中的成果。培养硕士生7人,在读硕士生3人,优秀本科毕业生多名。项目成果产生了良好了影响,为基于主客体作用的MOF基复合材料的构筑与应用提供了新的思路,圆满完成了预期目标。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
Metallic Ni nanoparticles embedded in hierarchical mesoporous Ni(OH)(2): A robust and magnetic recyclable catalyst for hydrogenation of 4-nitrophenol under mild conditions
嵌入分级介孔 Ni(OH)(2) 中的金属 Ni 纳米粒子:一种坚固且磁性的可回收催化剂,用于在温和条件下氢化 4-硝基苯酚
DOI:10.1016/j.poly.2019.02.045
发表时间:2019
期刊:Polyhedron
影响因子:2.6
作者:Zhang Ningxin;Wang Xiangwen;Geng Longlong;Liu Zhongmin;Zhang Xiuling;Li Chunhui;Zhang Dashuai;Wang Zhigang;Zhao Guoming
通讯作者:Zhao Guoming
Three Mn(II) complexes based on 6-(3-pyridyl)isophthalic acid ligand: Structure modulation, stability and magnetic properties
基于 6-(3-吡啶基)间苯二甲酸配体的三种 Mn(II) 配合物:结构调节、稳定性和磁性
DOI:10.1016/j.poly.2017.03.042
发表时间:2017-06
期刊:Polyhedron
影响因子:2.6
作者:Zhang Xiuling;Wang Na;Liu Peng Fei;Zhang Da Shuai;Hu Hui
通讯作者:Hu Hui
DOI:10.1039/c9ra01763a
发表时间:2019-05-14
期刊:RSC advances
影响因子:3.9
作者:
通讯作者:
Nanocage-Based Porous Metal-Organic Frameworks Constructed from Icosahedrons and Tetrahedrons for Selective Gas Adsorption
由二十面体和四面体构建的基于纳米笼的多孔金属有机框架用于选择性气体吸附
DOI:10.1021/acsami.9b05655
发表时间:2019
期刊:ACS Applied Materials & Interfaces
影响因子:9.5
作者:Zhang Da Shuai;Zhang Yong Zheng;Zhang Xiuling;Wang Fei;Zhang Jian;Hu Hui;Gao Jun;Yan Hui;Liu Hui Ling;Ma Hui Yan;Geng Long Long;Li Yun Wu
通讯作者:Li Yun Wu
A Cd-II-Based Metal-Organic Framework with pcu Topology as Turn-On Fluorescent Sensor for Al3
具有 pcu 拓扑的 Cd-II 基金属有机框架作为 Al3 的开启荧光传感器
DOI:10.1002/asia.201900739
发表时间:2019
期刊:Chemistry-An Asian Journal
影响因子:4.1
作者:Yao Shu-Li;Tian Xue-Mei;Li Le-Qian;Liu Sui-Jun;Zheng Teng-Fei;Chen Yong-Qiang;Zhang Da-Shuai;Chen Jing-Lin;Wen He-Rui;Hu Tong-Liang
通讯作者:Hu Tong-Liang
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