图1.1 MOF-5的结构示意图
（2） 结构与功能多样性
MOFs材料由于具有可变的有机配体和金属中心，使其结构与功能具有多样性。几乎所有金属都可作为MOFs材料的金属中心，其中包括主族元素、过渡元素、镧系元素等，尤其是Zn、Cu、Fe 等金属元素应用较多。不同的金属，价态、配位能力也不同，这导致了不同材料的出现。而选择有机配体，最早选择的是不稳定的含氮杂环类配体，逐渐演变为稳定性好的羧酸类配体，解决了金属-有机框架材料除去客体分子后易坍塌的问题。由于羧酸类配体种类繁多，研究人员可以选择及修饰不同配体，从而合成带有一种或多种目的基团的金属-有机框架材料。不同官能团的组合极大地拓展了MOFs材料的适用范围。
（3） 不饱和的金属位点
由于存在二甲基甲酰胺（dimethyl formamide, DMF）、乙醇、水等溶剂小分子，未饱和的金属中心为满足配位需求与其进行结合。加热或真空处理可以除去这些客体分子，使不饱和金属位点暴露出来。这些不饱和金属位点可暴露于气体配体NH3、CO2、H2S等，以实现气体吸附和分离的效果，并且材料还可以与含有氨基或羧基的化合物进行配位，以便MOFs材料作为一个有效工具用于药物载体或肽段分离；另外，MOFs材料含有不饱和金属位点，也可以用作催化反应的催化剂加速反应的进行[4]。
1.2.2 发光MOFs材料性能优势
作为一种新型的发光材料，与传统的无机发光材料与有机发光材料相比，发光MOFs材料具有以下性能优势：
首先，金属-有机框架材料具有丰富的发光位点，其中金属离子、有机配体、客体分子和其他组分的结构都可以用作发光单元。通过不同组分单元简单的设计和选择，可以建立具有不同发光功能的金属-有机框架材料；
其次，金属-有机框架材料中还有着丰富的能量转移过程，比如金属向有机配体的能量转移(matel-ligand charge transfer)、有机配体向金属的能量转移(ligand-matel charge transfer)以及金属间的能量传递(matel-metal energy transfer)等，这些有机配体与金属离子之间能量转移过程都可以诱导发光。合理地调配有机配体和金属离子，可以有效地控制MOFs材料的发光，并为能量传递机理的研究带来了可能性；
第三，金属-有机框架材料具有多孔结构，不同客体分子的吸附会产生对其发光性能不同的影响，包括波长偏移、强度变化，甚至形成激基复合物或者激基缔合物出现新的发光。合理地设计和调整MOFs材料的孔隙结构，可以轻松实现MOFs材料对客体分子的荧光探测响应；也可以很容易地对MOFs材料孔隙表面进行功能化修饰，以达到对客体分子荧光探测的选择性；
第四，金属-有机框架材料具有宽谱发射，发光波长包括从紫外到近红外波段 (300~1550nm)；
上一页 [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] ... 下一页 >>