镧系金属有机框架材料的结构设计和近红外发光性质研究

由于金属有机框架(MOFs)材料在多相催化、分子识别、气体存储、离子交换、功能材料等方面的巨大潜在应用已经成为当前研究的热点。镧系离子具有独特的光学和磁学性质，含有镧系离子的MOFs材料也逐渐引起了广大科学家的兴趣。本项目从分子的几何构型、共轭性、取代基的电子效应等方面考虑设计并合成出具有平面大π共轭体系的含有多吡啶和多羧酸的有机配体，并与镧系离子进行组装得到近红外发光的MOFs材料，系统地研究有机配体的结构修饰对MOFs材料的结构和性能的影响规律。利用密度泛函理论解释配体和MOFs材料的光谱性质，建立理论模型，揭示近红外发光MOFs材料中能量传递途径和发光机理。通过本项目的研究，可望得到发光性能优良的镧系金属有机框架材料，对更好地开发稀土材料在光电信息功能材料领域的应用具有现实意义。

由于金属有机框架(MOFs)材料在多相催化、分子识别、气体存储、离子交换、功能材料等方面的巨大潜在应用已经成为当前研究的热点。镧系离子具有独特的光学和磁学性质，含有镧系离子的MOFs材料也逐渐引起了广大科学家的兴趣。本项目从分子的几何构型、共轭性、取代基的电子效应等方面考虑设计并合成了6类9种具有平面大π共轭体系的含有多吡啶和多羧酸的有机配体，并与镧系离子进行组装得到了几十个发光镧系金属有机框架化合物材料，系统地研究有机配体的结构修饰对这些MOFs材料的结构和性能的影响规律。测定了这些MOFs材料的光物理参数，揭示了近红外发光MOFs材料中能量传递途径和发光机理。通过本项目的研究，得到了发光性能优良的镧系金属有机框架材料，对更好地开发稀土材料在光电信息功能材料领域的应用具有现实意义。