稀土金屬有機(jī)羧酸配位聚合物的熒光識(shí)別性能研究進(jìn)展

　　摘 要：稀土配位聚合物可以作為一種發(fā)光材料，通過配體吸收的紫外光，傳變?yōu)殡x子，使得稀土離子發(fā)生f-f躍遷，顯示其特征發(fā)射峰，可研究價(jià)值比較高。稀土金屬有機(jī)羧酸配位聚合物是稀土配位聚合物中的一類，具備多樣性的結(jié)構(gòu)，在熒光探針、熒光吸附與分離等多個(gè)領(lǐng)域具備巨大的應(yīng)用潛能，已經(jīng)成為該領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一，本文即對(duì)稀土金屬有機(jī)羧酸配位聚合物的熒光識(shí)別性能研究進(jìn)展作出綜述。
　　關(guān)鍵詞：稀土配位聚合物；熒光識(shí)別性能；研究進(jìn)展
　　前言：熒光發(fā)光性能是稀土配位聚合物具備的性能之一，該性能可能來源于兩個(gè)方面，即配體和稀土離子之間產(chǎn)生的電子躍遷，通過配體吸收光能傳遞到金屬離子，稀土離子4f電子發(fā)生能級(jí)躍遷，使熒光發(fā)射光譜信息大量的產(chǎn)生，這些信息促進(jìn)了稀土配位聚合物發(fā)光性能的實(shí)現(xiàn)。稀土配位聚合物具有尖銳的發(fā)射光譜譜帶、較窄的半峰寬度、較高的色度，其與有機(jī)羧酸配體配位產(chǎn)生的配位聚合物會(huì)顯著提升熒光性質(zhì)，正因如此，廣泛應(yīng)用到熒光探針領(lǐng)域及生命科學(xué)領(lǐng)域。
　　1四核稀土金屬羧酸配位聚合物的熒光識(shí)別性能
　　1.1同晶型配位聚合物
　　文獻(xiàn)調(diào)研表明，有學(xué)者研究合成了2個(gè)同晶型配位聚合物：[Nd2（pzdc）3（H20）]n·nH2O（1），[Nd4（pzdc）6（H20）2]n·3nH2O（2）。因二者比較相似，研究其熒光識(shí)別性能過程中，學(xué)者選擇了1。室溫下，1的熒光測試是在DMSO中溶解，測得其濃度的條件為10-4M-1。結(jié)果顯示，熒光激發(fā)譜的強(qiáng)吸收峰出現(xiàn)在于382 nm、402 nm處，此種現(xiàn)象發(fā)生的原因可能為配體-金屬的電荷躍遷[1]。隨后，學(xué)者將被識(shí)別的金屬離子加入到配合物當(dāng)中，隨著濃度梯度不同，發(fā)生相應(yīng)的改變了熒光吸收強(qiáng)度。該學(xué)者研究說明，同晶型配位聚合物可有選擇的識(shí)別金屬離子。
　　1.2簡單二維結(jié)構(gòu)的配位聚合物
　　有研究指出，鑭系元素中的π電子廣泛的應(yīng)用在分子識(shí)別領(lǐng)域、熒光探針領(lǐng)域。熒光吸收性質(zhì)密切相關(guān)于選擇的配體，配體-金屬間產(chǎn)生不同電子轉(zhuǎn)移情況下，熒光性質(zhì)也會(huì)存在明顯的差異�；�于此，有學(xué)者研究此種結(jié)構(gòu)的配位聚合物時(shí)，合成了1個(gè)配位聚合物：{[La4（PAD）10（H20）S]·2H2O}n，隨后開展熒光實(shí)驗(yàn)時(shí)，在室溫條件下于DMSO溶液中進(jìn)行，結(jié)果顯示，激發(fā)波長設(shè)置為296 nm情況下，出現(xiàn)較強(qiáng)熒光發(fā)射峰為332 nm處。
　　2雙核稀土金屬羧酸配位聚合物的熒光識(shí)別性能
　　2.1雜原子配位多個(gè)情況下的配位聚合物
　　配體選擇H2PDA情況下，合成了3個(gè)含S原子的配位聚合物：{[Ln2（PDA）（HPDA）（H2O）4ClSO4]·2H2O}n [Ln=La（1）；Ce（2）]，{[Ce2（PDA）（HPDA）（H2O）4SO4]·2H2O}n（3）。學(xué)者根據(jù)這3個(gè)聚合物，開展熒光分析，結(jié)果顯示，2、3配位聚合物不管處于溶液狀態(tài)，或是處于固體狀態(tài)，均未表現(xiàn)出較強(qiáng)的熒光性質(zhì)，而1則表現(xiàn)出一定程度的熒光性質(zhì)。在鑭系元素中，具備熒光性質(zhì)的占據(jù)大多數(shù)，配合物經(jīng)配體合成后，會(huì)有所改變熒光性質(zhì)。10-4M-1條件下，將1溶解到DMF中，熒光實(shí)驗(yàn)是在室溫下開展，當(dāng)10-7-10-3M的Ag+（AgNO3）、Hg2+[Hg（NO3）2]、K+（KNO3）加入后，其熒光強(qiáng)度出現(xiàn)顯著的減弱現(xiàn)象，而濃度變?yōu)?0-3M-1后，熒光基本被猝滅，這說明，在Ag+、Hg+、K+中，多個(gè)雜原子配位聚合物具備熒光探針的作用。
　　2.2同晶型系列相同但金屬中心不同的配位聚合物
　　學(xué)者在分析此類型配位聚合物的熒光性質(zhì)時(shí)，共合成了6種聚合物：{[Ln2（PDA）3（H2O）3]·H2O}n [Ln=La（1），Pr（2），Sm（3），Eu（4），Gd（5）]，{[La2（PDA）3（H2O）4]·H2O}n（6），實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，配合物4具有較好熒光性能物。在DMF溶液中，4的激發(fā)波長有2個(gè)，為282 nm和326 nm，與兩種熒光吸收相對(duì)應(yīng)。激發(fā)波長為282 nm時(shí)，寬吸收峰出現(xiàn)在325-341 nm處，此電子躍遷歸屬到了PDA-2配體，Eu-O、Eu-N鍵為躍遷發(fā)生的具體位置[2]。金屬銪離子f電子層是半充滿狀態(tài)，熒光吸收和電子躍遷較為獨(dú)特，且能夠特異性地選擇識(shí)別某些金屬離子，如配位聚合物1可選擇識(shí)別Mg2+、Cd2+，同時(shí)，金屬離子加入量不同情況下，產(chǎn)生的熒光強(qiáng)度變化的情況也會(huì)不同。
　　結(jié)論：根據(jù)大量的學(xué)者的廣泛研究發(fā)現(xiàn)，不同類型的稀土金屬有機(jī)羧酸配位聚合物具有不同的熒光識(shí)別性能，合成過程中，應(yīng)對(duì)有機(jī)配體選擇等多種因素做出充分的考慮，以能使合成的材料具有較好的熒光性質(zhì)。
　　參考文獻(xiàn)
　　[1]李啟彭，沈燕瓊，朱梅星，等.稀土配位聚合物熒光材料的應(yīng)用研究進(jìn)展[J].廣東化工，2016，43（20）：116-117.
　　[2]那立艷，張麗影，張偉，等.稀土金屬有機(jī)配位聚合物的綠色合成及發(fā)光性能[J].材料導(dǎo)報(bào)，2015，29（18）：28-31.
　　作者簡介
　　陳思航（1992-），女，黑龍江省富錦市人，民族：漢族，職稱：無，學(xué)歷：在讀碩士研究生。
　　基金項(xiàng)目：稀土有機(jī)配位聚合物或稀土材料在熒光識(shí)別污染物（有機(jī)小分子或者陰陽離子）方面的研究；稀土金屬形成的晶體在熒光識(shí)別污染物（有機(jī)小分子或者陰陽離子）性能方面的研究，單位：天津師范大學(xué)化學(xué)學(xué)院化學(xué)系物理化學(xué)專業(yè)
　　（作者單位：天津師范大學(xué)）

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