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摘要摘要生物金属有机框架（Biologcial metal-organic frameworks ,Bio-MOFs）是通过生物分子（核碱基、氨基酸、肽、蛋白质和卟啉/金属卟啉等）构筑得到的或用于生物体研究的金属有机框架（Metal-organic frameworks, MOFs）。
这种材料由于其结构多样，低毒性等原因受到了广泛的关注。
为了得到一种低毒，环境友好型材料，并且能够对环境中的污染物进行特异性识别。
因此选择腺嘌呤、联苯二羧酸及其衍生物进行混配合成了配合物1 - 4，并对其结构与性能进行了研究。
考虑到锌离子的毒性相对其他金属离子更低，因此采用了锌盐作为金属配体。
本论文的主要工作如下：（1）实验中，合成了配体2,2'-二氨基-4,4'-联苯二甲酸（H2L2），并且得到了四种Bio-MOF（包括文献报道的JXNU-4），并且对配合物2、3和4进行了晶体结构分析，然后对配合物1、2进行了基础的性质研究。
（2）配合物1、2对无机离子的识别实验：选用2对Fe3+、CrO42-和Cr2O72-三种离子进行检测，表现出优异的发光传感性能，并对猝灭机理进行分析。
选用1对Al3+，Zr2+，Cr3+三种金属离子进行检测时发现，1对这三种离子具有特异性增强效果。
（3）配合物2对有机分子的识别实验：选用2对硝基爆炸物（硝基苯，2,4-二硝基甲苯，2,6-二硝基甲苯，3-硝基苯酚以及4-硝基苯酚）进行检测，结果表现出优异的发光传感性能。
另外，实验结果表明，甲醛溶液对2具有荧光增强效果，且其增强强度远超其他有机溶剂，对比于初始荧光强度，其增幅约达到23倍。
发现脂肪醛对2均具有明显的荧光增强效果，其增强幅度依次为甲醛> 乙二醛> 乙醛> 丙醛。
相较于芳香醛则对2均具有明显的荧光猝灭效果。
关键词：生物金属有机框架；荧光；识别；检测ABSTRACTABSTRACTBiologcial metal-organic frameworks (Bio-MOFs) are metal-organic frameworks (MOFs) constructed with biological molecules (nucleobases, amino acids, peptides, proteins, porphyrins / metal porphyrins, etc.) or used in biological research. Bio-MOFs have received widespread attention due to their diverse structures and low toxicity. To obtain environment-friendly materials for specifical detection of pollutants in the environment, adenine and biphenyl-4,4’-dicarboxylic acid as well as its derivatives were selected as organic ligands to synthesize BioMOFs. Four BioMOFs (1 - 4)were synthesized and their structures and properties were studied. Considering that zinc ion is less toxic than other metal ions, zinc salts were used as metal source.The main work of this paper is as follows:(1) In the experiment, 2,2' - diaminobiphenyl - 4,4' - dicarboxylic acid (H2L2) was synthesized, and four Bio-MOFs (including JXNU-4 reported in the literature) were obtained. Crystal structure analysis was performed on 2, 3 and 4, and basic properties of complexes 1, 2 were studied.(2) Sensing experiments of inorganic ions with complexes 1 and 2: Three kinds of ions, Fe3+, CrO42- and Cr2O72-, were selected for detection, and showed excellent luminescence sensing performance, respectively, and the quenching mechanism was analyzed. When 1 was used to detect three metal ions, it was found that Al3+, Zr2+, and Cr3+had specific enhancement effects on 1.(3) Experiments on the recognition of organic molecules by complexes 2. 2 was tested with nitro explosives (nitrobenzene, 2,4 - dinitrotoluene, 2,6 - dinitrotoluene, 3 - nitrophenol and 4 - nitrophenol), and exhibit excellent luminous sensing performance. In addition, the experimental results show that the formaldehyde solution has a fluorescence enhancement effect on 2, and its enhancement intensity is far more significant than other organic solvents. Compared with the initial fluorescence intensity, the increase is about 23 times. It was found that fatty aldehydes had a significant fluorescence enhancement effect on 2, and the increase was in the order of formaldehyde > glyoxal > acetaldehyde > propanal. Compared with the aromatic aldehyde, 2 has a significant fluorescence quenching effect.Key Words: Biologcial metal-organic frameworks, luminescence sensing, recognition, detection目录目录摘要 (I)ABSTRACT (III)1前言 (1)1.1 引言 (1)1.2 生物金属有机框架（Bio-MOF）的设计与制备 (2)1.2.1 常用的合成方法 (2)1.2.2 配体来源及常见配体 (2)1.3 生物金属有机框架的应用 (4)1.3.1 气体吸附和分离 (4)1.3.2 传感 (7)1.3.3 催化 (9)1.3.4 化合物移除 (10)1.3.5 药物传输 (11)1.4 选题意义及研究内容 (12)2生物金属有机框架的合成、结构及荧光表征 (13)2.1 引言 (13)2.2 实验试剂及仪器 (13)2.2.1 实验试剂 (13)2.2.2 实验仪器 (14)2.3 配体的合成 (15)2.4 生物金属有机框架的合成 (16)2.4.1 JXNU-4(1)的合成 (16)2.4.2 Bio-MOF-2NH2(2)的合成 (16)2.4.3 HCHO@Bio-MOF-2NH2(3)的合成 (16)2.4.4 Bio-MOF-2NH2-2(4)的合成 (16)2.5 生物金属有机框架的表征 (17)2.6 结果与讨论 (18)2.6.1 晶体结构分析 (18)2.6.2 X射线粉末衍射 (24)仲恺农业工程学院硕士学位论文2.6.3 热重分析 (25)2.6.4 氮气吸脱附 (26)2.6.5 荧光分析 (27)2.7 本章小结 (28)2.8 附录 (29)3生物金属有机框架用于无机离子的检测 (35)3.1 引言 (35)3.2 实验试剂及仪器 (35)3.2.1 实验试剂 (35)3.2.2 实验仪器 (36)3.3 检测实验部分 (36)3.3.1 材料制备 (36)3.3.2 计算公式 (37)3.4 结果与讨论 (37)3.4.1 Bio-MOF-2NH2(2)对铁离子的检测 (37)3.4.2 JXNU-4(1)对Al3+、Zr2+、Cr3+的检测 (42)3.4.2 Bio-MOF-2NH2(2)对CrO42-与Cr2O72-的检测 (49)3.5 本章小结 (55)4生物金属有机框架用于有机分子的检测 (57)4.1 引言 (57)4.2 实验试剂及仪器 (57)4.2.1 实验试剂 (57)4.2.2 实验仪器 (58)4.3 检测实验部分 (58)4.3.1 材料制备 (58)4.3.2 计算公式 (60)4.4 结果与讨论 (60)4.4.1 Bio-MOF-2NH2(2)对硝基爆炸物的检测 (60)4.4.2 Bio-MOF-2NH2(2)对醛类化合物的检测 (67)4.4.3 Bio-MOF-2NH2(2)对不同有机蒸汽(VOCs)的检测 (75)4.5 本章小结 (76)5结论与展望 (77)目录5.1 结论 (77)5.2 进一步工作的方向 (78)参考文献 (79)致谢 (89)攻读硕士学位期间取得的研究成果 (91)1 前言1前言1.1 引言金属有机框架（Metal - Organic Frameworks，MOF）的概念是在1995年由Yaghi 课题组(Yaghi et al. 1995)首次在Nature发表的文章中提出。
金属有机框架化合物的合成研究摘要：随着时代的发展，金属有机框架化合物被应用于荧光、催化、质子导体、药物运输等多个领域，且为满足不同行业的需求，相关专家局学者仍基于现状在对其合成进行研究，力求进一步提升其功能的多样性。
本文就主要对现阶段金属有机框架化合物的合成进行研究，以供参考。
关键词：金属有机框架化合物；常规合成；绿色合成引言：金属有机框架化合物具有一定的潜力，而想要合成金属有机框架化合物，就需采用科学可行的方法。
就目前情况而言，这些方法可简单分为两种，一为常规合成法，二为绿色合成法。
就常规合成法而言，包括溶剂热法、微波合成法、电化学合成法等；就绿色合成法而言，需对溶剂、金属盐、配体进行优化，下列就其合成进行了深入探究，旨在为相关工作人员带来启发。
1.金属有机框架化合物概述金属有机框架化合物简单来说就是将有机配体当做连接体，将金属离子或簇当做节点，借助配件进行组装，使其形成具有周期性结构的配位化合物。
该材料具有较强的应用价值，所以，相关专家及学者就该材料进行了深入研究，且应用了较多先进技术，如计算机技术、仿真技术等，使得大量结构新颖的金属有机框架化合物被设计合成出来。
与传统的多孔材料相比，该材料具有结构、功能可设计、调控的优势。
因此，目前该材料已被应用于荧光、催化、质子导体、药物运输等方面。
2.金属有机框架化合物的常规合成2.1溶剂热法最常见的金属有机框架化合物的合成方法为溶剂热法。
其简单来说就是按照一定比例在相应溶剂中放置金属盐、配体，在三者完全混合后，将其移至密封反应器中，通过调制温度、时间使其在相应条件下发生反应。
通常情况下，其温度需处于100℃～500℃之间，其反应时间为12至48小时。
通常情况下，其温度处于，通过自组装并析出晶体得到的产物。
与其他方法相比，该方法具有可全部溶解、分解常温下的微溶物质或不溶物质，确保反应物之间可以得到充分接触，尽量缩短反应时间，并提高金属有机框架化合物晶体质量。
常见的小分子荧光探针种类1.引言1.1 概述小分子荧光探针是一类被广泛应用于生物领域的化学工具，通过其具有的荧光性质，可以用于生物成像、药物传递、疾病诊断等方面。
小分子荧光探针具有分子结构简单、稳定性好、探测灵敏度高等特点，在生物学研究中起着重要的作用。
小分子荧光探针的种类繁多，根据其不同的结构和功能特点，可以分为许多不同的类别。
常见的小分子荧光探针包括有机荧光探针、金属配合物荧光探针、聚合物荧光探针等。
有机荧光探针是指由有机化合物构成的荧光探针，其分子结构多样，可以通过调整结构来实现特定的探测目标。
常见的有机荧光探针包括荧光染料、荧光蛋白等。
荧光染料具有较强的荧光强度和良好的化学稳定性，可以用于细胞成像、生物传感等领域。
荧光蛋白是一类来源于特定生物体的蛋白质，其具有自身天然的荧光性质，可以通过基因工程技术进行改造和调整，广泛应用于生物研究中。
金属配合物荧光探针是指由金属离子与配体形成的荧光探针，其具有较强的荧光性能和较长的寿命。
金属配合物荧光探针具有选择性较高的特点，可以用于特定金属离子的探测和诊断。
常见的金属配合物荧光探针包括铜离子、锌离子、铁离子等的配合物。
聚合物荧光探针是指由高分子聚合物构成的荧光探针，其具有较好的溶解性和稳定性。
聚合物荧光探针可以通过调整聚合物的结构和链长来实现特定的探测需求。
常见的聚合物荧光探针包括聚合物分子探针、聚合物纳米探针等。
总之，常见的小分子荧光探针种类繁多，具有不同的结构和功能特点，可以根据具体的研究需求选择适合的荧光探针进行应用。
这些小分子荧光探针为生物学研究提供了有力的工具，有助于深入理解生命的基本过程和疾病的发生机制。
未来，随着技术的不断发展和突破，相信小分子荧光探针在生物领域的应用会得到更广泛的推广和应用。
1.2文章结构1.2 文章结构本文主要围绕"常见的小分子荧光探针种类"展开讨论。
文章分为引言、正文和结论三个部分。
在引言部分，将进行概述、文章结构和目的的介绍。
金属有机化合物的合成方法及应用摘要:金属有机骨架(Metal-organic Frameworks，MOFs)材料是目前受到广泛关注的一种新功能材料，具有特殊的拓扑构造、内部排列的规那么性以及特定尺寸和形状的孔道，而且制备MOFs的金属离子和有机配体的选择范围非常大，经常具有不饱和配位的金属位和大的比外表积，这在化学工业中有着广阔的应用前景。
本文介绍了金属有机骨架材料的构造、合成方法及应用。
关键词：金属有机骨架；配位聚合物；合成方法；应用一、前言1.金属有机的简介金属有机骨架(MOFs)材料是由含氧或氮的有机配体与过渡金属连接而形成的网状骨架构造。
也可称为：金属—有机络合聚合、配位聚合、有机一无机杂化材料等。
最近十多年，羧酸配体与金属配位形成的新颖构造大量出现，MOFs这一术语使用越来越多。
越来越多。
MOFs主要是通过金属离子和有机配体自组装的方式，由金属或金属簇作为顶点，通过刚性的或半刚性的有机配体连接而成。
由配位基团包裹金属离子而形成的小的构造单元称为次级构造单元。
在MOFs合成中，利用羧酸与金属离子的键合，将金属离子包裹在M—O—C形成的SBU构造的中心，这样有利于骨架的延伸以及构造的稳定。
MOFs是一类具有广泛应用的新型多孔有机—无机杂化固体材料。
和无机分子筛相似，MOFs具有特殊的拓扑构造、内部排列的规那么性以及特定尺寸和形状的孔道。
但在化学性质上，MOFs不同于无机分子筛，其孔道是由金属和有机组分共同构成的，对有机分子和有机反响具有更大的活性和选择性。
而且，制备MOFs的金属离子和有机配体的选择范围非常大，可以根据所需材料的性能，如孔道的尺寸和形状等，选择适宜的金属离子以及具有特定官能团和形状的有机配体。
另外，MOFs的制备简单，一般采用一步合成法，即金属离子和有机配体自组装而成，不用进展交换处理，故比沸石等材料的合成更容易一些。
因此它作为一种新型的多孔材料已经成为材料化学领域中的一个研究热点[1]。
有机金属络合物的合成与性质研究有机金属络合物是一类具有重要应用价值的化合物，它们由有机配体与金属离子形成配位键而稳定存在。
合成有机金属络合物的研究对于深入理解其性质以及在催化、药物和材料领域的应用具有重要意义。
一、有机金属络合物的合成方法有机金属络合物的合成方法多种多样，常见的方法包括配体置换法、配体加成法和配体氧化法等。
其中，配体置换法是最常用的合成方法之一。
该方法通过将金属离子与配体反应，使配体中的原子与金属离子形成配位键，从而合成有机金属络合物。
例如，将二氯合铂(II)与吡啶反应，可以得到配位数为6的[PtCl2(py)4]配合物。
二、有机金属络合物的性质研究1. 结构性质研究有机金属络合物的结构性质是研究的重点之一。
通过X射线衍射等技术，可以确定有机金属络合物的晶体结构，进而揭示其分子结构和配位方式。
这对于理解有机金属络合物的稳定性和反应性具有重要意义。
2. 光电性质研究有机金属络合物在光电领域具有广泛应用。
研究其光电性质可以为光催化、光电转换等领域的应用提供理论依据。
例如，某些有机金属络合物具有荧光性质，可以作为荧光探针用于生物分析和医学影像。
3. 催化性质研究有机金属络合物在催化领域具有重要应用。
研究其催化性质可以为开发高效催化剂提供指导。
例如，一些铂金属络合物在氢化反应中具有良好的催化活性和选择性，广泛应用于工业生产中。
4. 生物活性研究有机金属络合物在药物领域具有潜在的应用价值。
研究其生物活性可以为药物设计和开发提供参考。
例如，铂金属络合物顺铂是一种常用的抗肿瘤药物，通过与DNA结合抑制细胞分裂，具有抗癌活性。
三、有机金属络合物的应用前景有机金属络合物的研究在催化、药物和材料领域具有广阔的应用前景。
例如，有机金属络合物可以作为催化剂用于有机合成反应，提高反应的效率和选择性。
此外，有机金属络合物还可以用于制备新型材料，如金属有机框架材料（MOFs），具有多孔结构和可调控性，有潜在的气体吸附和分离应用。
金属有机框架化合物的研究状况一、本文概述金属有机框架化合物（Metal-Organic Frameworks，简称MOFs）是一类由金属离子或金属离子簇与有机配体通过配位键自组装形成的多孔晶体材料。
自上世纪九十年代以来，MOFs因其独特的结构特性和广泛的应用前景，吸引了全球化学和材料科学领域的广泛关注。
本文旨在全面综述MOFs的研究状况，包括其合成方法、结构特性、性能优化以及在气体存储与分离、催化、传感器、药物递送等领域的应用。
本文将首先回顾MOFs的发展历程，分析其在不同阶段的标志性成果和对科学界的影响。
随后，将详细介绍MOFs的合成策略，包括水热/溶剂热法、微波辅助法、机械化学法等，并探讨各种方法的优缺点。
在此基础上，本文将进一步分析MOFs的结构特点，如孔径、比表面积、孔道形貌等，以及这些结构特性如何影响其性能。
接下来，本文将重点讨论MOFs的性能优化策略，包括通过后合成修饰（Post-synthetic Modification, PSM）和混合配体法等手段调控其结构和功能。
还将探讨如何提高MOFs的稳定性，以扩展其在实际应用中的使用寿命。
本文将概述MOFs在各个领域的应用现状，特别是其在气体存储与分离、催化、传感器和药物递送等领域的最新进展。
通过分析这些应用案例，我们可以更好地理解MOFs的潜力和挑战，以及未来可能的发展方向。
本文旨在全面梳理MOFs的研究状况，以期为相关领域的研究人员提供有益的参考和启示。
二、金属有机框架化合物的研究历史和发展金属有机框架化合物（Metal-Organic Frameworks，简称MOFs）作为一种新型多孔材料，自上世纪90年代初期诞生以来，便引起了科研工作者们的广泛关注。
MOFs的研究历史和发展轨迹，既是一段探索未知的科研之旅，也是材料科学领域不断创新和突破的重要篇章。
早期的研究主要集中在探索MOFs的合成方法和结构特点上。
研究者们通过精心设计和合成，成功制备出了多种具有不同孔径、形状和功能的MOFs材料。
《席夫碱构筑的金属—有机配位化合物的合成、结构及性质》篇一席夫碱构筑的金属-有机配位化合物的合成、结构及性质一、引言近年来，席夫碱构筑的金属-有机配位化合物因其丰富的结构多样性和潜在的物理化学性质引起了广泛关注。
这种化合物以其独特的结构特点、优良的稳定性以及在催化、磁性、光学和电学等领域的应用价值，在材料科学和化学领域中占有重要地位。
本文将详细介绍席夫碱构筑的金属-有机配位化合物的合成方法、结构特点及性质研究。
二、合成方法席夫碱构筑的金属-有机配位化合物的合成通常包括以下几个步骤：首先，通过醛与胺类化合物反应生成席夫碱；然后，将席夫碱与金属离子进行配位反应，形成金属-有机配位化合物。
合成过程中需注意反应条件如温度、pH值、反应时间等因素对产物的影响。
三、结构特点席夫碱构筑的金属-有机配位化合物具有丰富的结构特点。
首先，席夫碱中的氮、氧等原子可与金属离子形成配位键，从而形成多种多样的配位模式。
其次，通过调整醛、胺类化合物以及金属离子的种类和比例，可以获得结构多样的金属-有机配位化合物。
此外，这些化合物通常具有较高的稳定性，可在不同环境下保持其结构不变。
四、性质研究1. 催化性质：席夫碱构筑的金属-有机配位化合物在催化领域具有广泛应用。
例如，某些化合物可催化有机反应，如烷基化、酰基化等。
此外，它们还可作为光催化剂或电催化剂，用于光催化反应或电化学反应。
2. 磁学性质：部分金属-有机配位化合物具有磁学性质，可用于制备磁性材料。
通过调整金属离子和配体的种类及比例，可以调控化合物的磁学性能。
3. 光学性质：某些席夫碱构筑的金属-有机配位化合物具有优异的光学性质，如荧光性质。
这些化合物在生物成像、光电器件等领域具有潜在应用价值。
4. 电学性质：这些化合物在电学领域也有广泛应用，如制备导电材料、超级电容器等。
五、结论席夫碱构筑的金属-有机配位化合物因其丰富的结构多样性和潜在的物理化学性质在材料科学和化学领域中占有重要地位。
