研究目的
采用溶剂辅助配体引入(SALI)方法设计和合成含BODIPY的金属有机框架(SALI-MOFs),并研究其能量传递、光捕获性能及单线态氧生成能力。
研究成果
通过SALI方法成功合成了掺杂BODIPY的SALI-MOFs材料,展现出高效的芘到BODIPY能量转移、增强的光捕获性能及改善的单线态氧生成能力。含重碘原子的SALI-I2BDP因促进系间窜越而表现出最高的单线态氧产率。这些MOFs材料在光催化、光伏和光动力治疗领域具有应用潜力。
研究不足
由于配体在反应介质中的溶解性问题,BODIPY配体与Zr6节点的结合量未达到最大理论官能化程度(每个节点4.0个)。尽管能量转移效率高,但SALI-BDP的单线态氧生成能力并不显著,这可能是由于BDP单线态激发态寿命较短所致,为此通过在SALI-I2BDP中引入重原子(碘)解决了该问题。
1:实验设计与方法选择:
本研究采用溶剂辅助配体引入法(SALI)对NU-1000金属有机框架进行BODIPY基团功能化。通过后合成修饰将羧酸功能化的BODIPY配体引入NU-1000的Zr6节点,同时保持MOF拓扑结构。理论模型基于芘(供体)与BODIPY(受体)的光谱重叠和空间邻近性,建立了能量转移机制。
2:样品选择与数据来源:
样品包括合成的NU-1000、SALI-BDP和SALI-I2BDP MOFs。配体如BDP和I2BDP按照文献方法合成。数据来源为表征技术获得的实验测量结果。
3:SALI-BDP和SALI-I2BDP MOFs。配体如BDP和I2BDP按照文献方法合成。数据来源为表征技术获得的实验测量结果。 实验设备与材料清单:
3. 实验设备与材料清单:材料:八水合氯氧化锆、苯甲酸、N,N-二甲基甲酰胺(DMF)、三乙胺、二甲基亚砜(DMSO)、2,3-二氯-5,6-二氰对苯醌、4-甲?;郊姿帷-碘代琥珀酰亚胺、乙腈、2,4-二甲基吡咯、三氟乙酸、三氟化硼乙醚复合物、四(三苯基膦)钯(0)、四氢呋喃、氯仿、二氯甲烷、甲醇、二羟基萘(DHN)。设备:粉末X射线衍射仪(Rigaku SmartLab)、扫描电子显微镜(JSM-7800F;JEOL)、傅里叶变换红外光谱仪(Bruker VERTEX 80 V)、核磁共振波谱仪(Agilent 400 MHz)、比表面积分析仪(Quantachrome Instruments)、紫外-可见分光光度计(GENESYS 10S;Thermo Fisher Scientific)、稳态荧光分光光度计(FluoroMate FS-2;SCINCO)、时间分辨荧光分光光度计(FluoTime 300;PicoQuant)、卤钨灯(KL 1500;SCHOTT)。
4:0)、四氢呋喃、氯仿、二氯甲烷、甲醇、二羟基萘(DHN)。设备:
4. 实验步骤与操作流程:NU-1000合成包括加热ZrOCl2·8H2O和苯甲酸于DMF中,加入H4TBAPy配体,超声、搅拌、洗涤、酸处理及活化。SALI-MOFs合成涉及将活化的NU-1000加入BODIPY配体的MeCN:DMSO溶液,加热、洗涤并干燥。单线态氧生成测试包括将MOFs加入DHN溶液,用卤钨灯照射,并通过紫外-可见光谱监测胡桃醌形成。表征包括PXRD、SEM、FT-IR、NMR、N2吸附、紫外-可见及荧光测量。
5:实验步骤与操作流程:
5. 数据分析方法:数据分析包括从N2等温线计算BET比表面积、采用DFT方法计算孔径分布、能量转移的光谱分析(如荧光猝灭、寿命测量),以及从紫外-可见吸光度变化分析单线态氧生成的动力学。
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