《晶態螢光多孔配位聚合物的氣體感測研究》是依託中山大學，由張傑鵬擔任項目負責人的重大研究計畫。
基本介紹
- 中文名：晶態螢光多孔配位聚合物的氣體感測研究
- 項目類別：重大研究計畫
- 項目負責人：張傑鵬
- 依託單位：中山大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
光致發光多孔配位聚合物可以結合有機小分子的結構多樣性、配合物的螢光/磷光和感測特性、晶體材料的高度有序性以及高分子聚合物的一些優點，還可以引入有利於客體富集和篩分的各種孔道結構，非常適合用於感測各種小分子客體。當前，受限於感測靈敏度低、選擇性低、成本高、器件製作困難以及表征技術不完備等問題，多孔配位聚合物用於定量感測或氣體感測還很少。此外，對相關螢光感測機理和構效關係還知之甚少。在已有關於螢光和多孔配位聚合物的研究基礎上，本項目計畫通過有機配體與晶體結構的合理設計，合成系列對氧氣、二氧化碳、有機蒸氣等環境相關氣體具有高靈敏度、高選擇性的感測性能的新型螢光多孔配位聚合物，再通過原位光譜和晶體學測試，結合計算機模擬研究相關感測機理和構效關係，為相關材料的實用化提供理論與實踐根據。
結題摘要
在本項目支持下，針對螢光多孔配位聚合物的感測功能進行了系列研究，主要取得了以下幾方面的進展： （1）常規螢光感測基於單波長螢光強度的變化，易被干擾。我們設計合成了一例基於螢光+磷光的雙發射氧氣感測的新型稀土基多孔材料，利用不同波長螢光的不同變化消除了外界環境的干擾。 （2）沸石型金屬咪唑框架具有獨特的結構、簡單的組成和優異的多孔性，但咪唑分子的芳香體系很小，通常難以發射可見螢光。我們通過簡單的一價銅摻雜，使得沸石型金屬咪唑框架MAF-6可以發射橙紅色磷光，對氧氣檢測限低達0.36 Pa。（3）作為脆性粉體，多孔配位聚合物對氣體的螢光感測很難定量化，也很難生長薄膜。我們發現，通過簡單降低溶劑蒸發速度，多孔配位聚合物納米晶體可以在室溫下粘結成緻密的多晶陶瓷，薄膜，甚至是透明的光學陶瓷。這種方法可能大大擴展多孔配位聚合物在光學、感測、吸附、分離等領域的套用。 （4）多孔材料的孔洞率越大，感測靈敏度越高，但穩定性越低。我們在一個不穩定的螢光多孔配位聚合物中引入不同長度的烷基取代基，獲得了同時兼具高穩定性和高感測靈敏度的材料。而且，利用螢光感測數據可以發現常規方法（如粉末衍射）無法發現的，非常輕微的材料坍塌，為今後研究多孔材料穩定性提供了一個新的方法。 （5）由於DNA去甲基化反應消耗氧氣，對體系中的氧氣濃度進行實時螢光檢測即可換算得到相關酶動力學參數。我們用螢光多孔配位聚合物製備成的薄膜感測器，建立了一種新的實時檢測方法，所得結果的相對標準偏差僅為原方法的7%，且簡便快速。 在Angew. Chem. Int. Ed., Coord. Chem. Rev., Chem. Sci., Anal. Chem., Inorg. Chem., Sci. China Chem., Sci. China Mater., Cryst. Growth Des., J. Mater. Chem. A等專業學術期刊發表了12篇標註論文。
