导读:本文包含了有机功能膜修饰论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:生物传感器,DNA共价接枝,有机共轭小分子,纳米诊疗平台
有机功能膜修饰论文文献综述
翟士尧[1]（2019）在《核酸修饰的有机功能材料的合成与应用》一文中研究指出DNA具有特异性的分子识别和对刺激信号响应的特性,在生物传感、纳米医药、智能材料领域有广泛的应用。将DNA分子的识别和响应转换成可读取和量化的信号,需要将DNA和具有光、电、磁等特性的材料相结合。其中DNA和无机功能纳米材料的共价接枝技术已经相对成熟,但和有机功能材料的共价接枝还有比较大的局限性,特别是对于疏水性较强的有机材料,接枝的方法仍需探索。有机共轭荧光小分子是一类非常重要的功能材料,在荧光检测、光热治疗、光声成像以及光动治疗等多个领域有重要应用。在众多有机共轭荧光小分子中,从花菁类、萘二酰亚胺类、芘类等荧光染料到具有聚集诱导发光效应的AIE分子,这些共轭分子往往具有不同的物理与化学性质,也将影响其同DNA共价接枝方法的选择。本课题从叁种不同的DNA共价接枝策略出发,探索了DNA和有机荧光分子的共价接枝的最佳路径。在此基础上,选取“无铜催化液相点击反应”合成的近红外染料IR783和DNA共价接枝产物,和氧化石墨烯相结合得到一种可对pH响应的荧光检测与成像纳米体系,并探索这类材料在pH响应光热治疗方面的应用。主要的研究内容如下:利用“阳离子表面活性剂DDAB辅助的溶液法”合成了芘(Pyrene)和DNA的共价接枝产物。该方法通过DNA合成仪完成了对DNA序列的合成与氨基功能化修饰,并利用DDAB的表面活性剂的特性将功能化DNA分子转移到有机相中和1-芘丁酸通过酰胺化反应完成共价接枝。该方法很好的解决了由于DNA油溶性差限制其与非水溶性分子反应的问题,大大提高了共价接枝的效率。利用“Cu(Ⅰ)催化的点击反应”固相后合成了AIE分子TPE和DNA单端连接及双端连接的共价接枝产物。该方法利用DNA合成仪合成功能化的DNA序列而不从固体支撑物CPG上切割下来,将连接有DNA的CPG直接投入有机相,从而DNA在固体表面和迭氮修饰的TPE分子发生Cu(Ⅰ)催化的点击化学反应,经提纯操作得到单末端与双末端共价接枝产物。该方法很好解决了DNA与油溶性分子不相容的问题,反应产率可观且操作简便,为分子设计提供了更多灵活性。利用“无Cu催化的点击反应”液相合成IR783分子和DNA的共价接枝产物。该方法将DNA合成仪合成的氨基修饰DNA与环辛炔的NHS活性酯(DBCO-NHS)投入液相酰胺化反应得到了DBCO-DNA,再利用“无Cu催化的点击反应”在液相中实现了DBCO-DNA与N_3-IR783的共价连接。该方法不仅效率可观,操作便捷,同时避免了Cu等金属离子的参与,减少了生物毒性的风险,为其他染料与DNA的连接提供了合成思路。在合成的IR783-DNA基础上,将其与氧化石墨烯(GO)构建了具有pH响应的诊疗一体纳米应用平台。本论文通过功能化修饰的Anchor DNA与GO之间的酰胺化反应,实现了DNA与GO的化学接枝。同时,通过设计具有pH响应的i-motif核酸序列,以碱基互补配对为原则,构建IR783-DNA-Cy3i-motif-Anchor-GO这样综合pH响应、荧光变化、荧光成像以及光热治疗的多功能平台。本课题通过对叁种合成策略的探索和比较,总结了DNA和疏水性的有机荧光分子共价接枝的可行策略,对未来发展基于有机荧光分子的DNA功能分子体系提供了重要的参考。结合有机荧光分子优越的光学特性和DNA分子的识别和响应特性,将为新型探针体系、诊疗一体化材料、智能材料的发展提供更多的设计空间。(本文来源于《哈尔滨工业大学》期刊2019-06-01）
张新[2]（2019）在《后功能化修饰金属—有机框架材料的制备及其荧光传感性能》一文中研究指出金属-有机框架(Metal-Organic Frameworks,MOFs)材料是由有机配体和金属离子通过配位键自组装而成的一类有机-无机杂化材料。随着MOFs的发展,通过后功能化修饰将各种官能团引入到MOFs中以及将MOFs与其它各种材料进行复合增加其功能性的需求明显增加。目前,发光MOFs由于其在化学传感和发光器件中巨大的应用前景而备受关注。MOFs在荧光传感方面有其固有的优势,它们可以有效地将待测物分子富集到较高的浓度以增强主-客体间的相互作用从而输出响应信号。在本文中,针对待检测的目标物(Hg~(2+)、H~+和H_2S),采用后功能化修饰的方法,在水稳性MOFs中引入特定的识别基团,开发了一系列基于MOFs的具有低检测限、高选择性和快速响应的荧光传感材料。本文还结合MOFs和聚合物两者的优势制备混合基质膜材料,将该材料用于硫化氢检测。以2-迭氮-1,4-对苯二甲酸(H_2BDC-N_3)为有机配体,采用溶剂热法合成了纳米尺寸锆基MOF材料UiO-66-N_3。采用后功能化修饰的方法,在一价铜催化作用下,使UiO-66-N_3的迭氮基团与苯乙炔的炔基发生环化加成反应(CuAAC),制备了一种新型MOF荧光探针UiO-66-PSM。该探针与Hg~(2+)的荧光响应比其他金属离子更为明显,通过探究表明点击反应生成的叁氮唑部分可以作为Hg~(2+)的结合位点。该探针具有快速响应(响应时间小于15 s)、优异的选择性和低检测限(检测限:5.88 μM)等特点。此外,它能够准确检测出实际水样中加入的Hg~(2+)浓度,显示出很大的实际应用潜力。为了解决UiO-66-PSM传感材料仅依靠配体发光来检测目标物,且配体发光比较弱的科学问题,以2,2'-联吡啶-5,5'-二羧酸(H_2bpydc)作为有机配体,采用溶剂热法合成了纳米尺寸锆基MOF材料UiO-67-bpydc。进而通过后功能化修饰的方法,在UiO-67-bpydc桥联配体不饱和氮位点上配位Eu~(3+)离子来制备荧光传感材料Eu~(3+)@UiO-67-bpydc。由于配体对Eu~(3+)的敏化作用,Eu~(3+)@UiO-67-bpydc具有优异的发光性能,且其发光性能显示出很强的pH依赖特性。Eu~(3+)@UiO-67-bpydc在pH为1.06至10.99的酸碱溶液中均具有良好的稳定性,这使其在宽范围pH传感应用方面具有极大的潜力。此外,该传感材料具有优异的循环使用性能和生物相容性。Eu~(3+)@UiO-67-bpydc在PC 12细胞中的荧光成像实验表明其具有应用于体内检测的潜力。鉴于其出色的稳定性和荧光强度随pH变化的特性,该荧光探针在体外和体内pH检测方面都具有很大的应用潜力。Eu~(3+)@UiO-67-bpydc依靠单峰强度检测目标物,而单峰强度易受外界干扰。为此,以1,2,4,5-均苯四甲酸(H_4btec)为有机配体,采用水热法合成了纳米尺寸结基MOF材料UiO-66-(COOH)_2。利用Eu~(3+)和Cu~(2+)离子对UiO-66-(COOH)_2进行改性,Eu~(3+)/Cu~(2+)@UiO-66-(COOH)_2同时显示出Eu~(3+)尖锐的特征发射峰和较宽的配体中心发射。Cu~(2+)离子的存在会抑制Eu~(3+)的发光,加入H_2S之后,由于S~(2-)与Cu~(2+)离子之间具有极强的亲和力而生成CuS,使得Eu~(3+)的荧光增强,配体中心发光猝灭,从而使Eu~(3+)/Cu~(2+)@UiO-66-(COOH)_2展现出低检测限(检测限:5.45uM)、高选择性和快速的H_2S传感响应(响应时间小于30 s)。此外,这种用于H_2S传感的方法有望应用到其它含有未配位-COOH的水稳性MOFs。鉴于Cu~(2+)与桥联配体裸露羧基配位之后Eu~(3+)/Cu~(2+)@UiO-66-(COOH)_2整体发光强度比较弱,利用Eu~(3+)和Ag~+离子对MOF UiO-66-(COOH)_2进行改性,进而构筑Eu~(3+)/Ag~+@UiO-66-(COOH)_2用于检测哮喘病生物标记物H_2S的逻辑平台。这种基于Eu~(3+)@UiO-66-(COOH)_2的INHIBIT逻辑门,选择Ag~+和H_2S作为输入,选择615nm处的荧光信号(1615)作为输出。荧光研究结果表明,Eu~(3+)/Ag~+@UiO-66-(COOH)_2具有响应快(响应时间小于30s)、选择性强、低检测限(检测限:23.53μM)以及能实现H_2S的实时原位检测等优点。此外,细胞实验表明Eu~(3+)/Ag~+@UiO-66-(COOH)_2具有良好的生物相容性,在稀释的血清样品中准确检测出加入的H_2S含量,表明其适用于体内生物标志物H_2S的检测。针对粉体MOFs用作荧光传感材料检测限较高的科学问题,以2-硝基对苯二甲酸(H_2BDC-NO_2)为有机配体,采用溶剂热法合成了纳米尺寸铝基MOF材料Al-MIL-53-NO_2。通过将具有高度稳定性的Al-MIL-53-NO_2与聚偏氟乙烯(PVDF)混合,制备了 MOF基混合基质膜(Mixed-Matrix Membranes,MMMs)。与纯MOF膜的固有脆性和较差的可加工性不同,MOF基MMMs表现出较为理想的柔性和可加工性能,更有利于该传感材料的实际应用。由于Al-MIL-53-NO_2颗粒的均匀分布和MOFs的永久孔隙率,MOF基MMMs显示出良好的水渗透通量,有利于检测过程中分析物和MOFs之间的充分接触。因此,MOF基MMMs传感材料(MOFs的质量百分比占比70%)对H_2S的检测具有高的选择性和低检测限,检测限低至92.31 nM。(本文来源于《浙江大学》期刊2019-04-24）
李秀媛[3]（2019）在《功能基团修饰的苯羧酸金属有机框架化合物的组装及其性质研究》一文中研究指出金属有机框架化合物(MOFs)是一种由单个金属离子或金属簇通过多齿有机配体连接形成的具有高度有序结构的晶态材料。其结构具有高度的可调性,即通过改变或修饰金属离子和/或有机配体,就可以合成出含有不同结构和性质的MOFs,并且其在能源、环境、生物医药等领域具有非常重要的应用前景。MOFs材料的功能化是改变客体和MOFs框架之间的相互作用/亲和力的最重要且有效的方式,为此,利用预功能化的有机配体来组装MOFs材料,是一种被较少采用然而很有效的办法。本论文选用草酰胺和叁氮唑修饰的苯羧酸配体与稀土、碱土及Zn~(2+)离子构筑了6例MOFs,并对其结构及性质,如荧光、气体吸附分离、CO_2催化转化进行了深入研究。全文分为五章:第一章为引言,作者对MOFs进行了概述,并对MOFs的修饰及应用进行了简单介绍,提出了本论文的选题思路且介绍了本论文的研究进展。第二章,作者设计了一个草酰胺修饰的配体,N,N'-双(间苯二甲酸)-草酰胺(H_4BDPO),并用其构建了叁例稀土MOFs,{[Ln_2(BDPO)_(1.5)(DMA)_3(H_2O)]·5H_2O}_n(1-3,Ln=Eu,Gd与Tb)。由于配体的草酰胺基团与苯环及羧基基本共平面,所以形成大的离域π电子共轭体系。作者用密度泛函理论(DFT)和TD-DFT方法计算了H_4BDPO配体的基态和激发态的几何构型、前线分子轨道、单重态和叁重态能级。这叁例Ln-MOFs以双核簇单元和平面BDPO连接子为模块形成了叁节点(4,4,6)-连接网络。通过配体和金属离子的叁重态激发能级的比较可以证明发生了由BDPO向金属中心的高效能量转移,所以化合物1和3分别表现Eu~(3+)和Tb~(3+)离子的典型红光和绿光发射。另外,通过掺杂不同浓度的Eu~(3+)和Tb~(3+)离子,作者制备了一系列双金属掺杂的MOFs,Eu_xTb_(1-x),它们呈现出有趣的从绿色、黄色、橙色到红色之间连续的发光颜色变化。同时,叁金属掺杂的Eu_(0.0855)Gd_(0.6285)Tb_(0.2860)具有纯白色发光,色温为5129 K,绝对量子产率为22.4%。第叁章,使用H_4BDPO配体,采用在MOFs中引入路易斯酸性位点和极性官能团的策略,实现了C_2H_6吸附和CO_2的捕获及催化转化。H_4BDPO与碱土Sr~(2+)离子溶剂热反应制备了一例新颖的Sr-MOF,{[Sr(BDPO)_(0.5)(H_2O)]·2H_2O}_n(4),其具有良好的化学稳定性和热稳定性。活化后的框架呈现出嵌有高密度的开放路易斯酸性金属中心和碱性草酰胺基团的极性管状通道,这不仅导致了高的CO_2和C_2H_6吸附能力及对CH_4的选择性、CO_2对CO的选择性,而且使该MOF作为非均相催化剂在常温常压下可以尺寸选择性催化转化CO_2与环氧化合物生成环状碳酸酯。另外,作者用巨正则蒙特卡罗(GCMC)方法研究了该框架与CO_2或环氧丙烷的相互作用机理。第四章,使用H_4BDPO配体,运用在MOFs中引入棒状次级构筑单元和极性官能团的策略,实现CO_2和C_2烃与CH_4的分离以及CO_2化学固定。H_4BDPO与碱土Ba~(2+)离子溶剂热反应生成具有蜂窝状结构的Ba-MOF,{[Ba_2(BDPO)(H_2O)]·DMA}_n(5)。由于路易斯碱性草酰胺基团和不饱和路易斯酸性金属中心的存在,活化的MOF不仅具有较高的C_2H_6、C_2H_4和CO_2的吸附容量以及对CH_4的优良的选择性捕获能力,而且作为一种可循环的非均相催化剂能高效地催化CO_2化学固定。此外,作者结合GCMC模拟研究了C_2H_6-CH_4和C_2H_4-CH_4混合物的吸附选择性以及框架与环氧化合物的相互作用机理。第五章,为了比较分析微孔环境对MOFs的气体吸附影响,作者基于咪唑修饰的MOF,{[Zn(imtp)]·DMA·1.5H_2O}_n(6-im,H_2imtp=2-(咪唑-1-基)对苯二甲酸),使用叁氮唑基团取代咪唑,合成了一例同构的MOF,{[Zn(tztp)]·DMA}_n(6-tz,H_2tztp=2-(1氢-1,2,4-叁氮唑-1-基)对苯二甲酸)。这两种MOFs为含有一维孔道的同构框架,但它们具有不同的微孔环境。在298 K和1 atm温度下,6-tz中开放N供体位点修饰的孔道使C_2H_6(76.5 cm~3 g~(-1))和C_2H_4(73.1 cm~3 g~(-1))的吸附量显着增强,是孔道中没有裸露的N原子的6-im的吸附量的5倍。同时,6-tz对C_2H_6和C_2H_4在CH_4上的吸附选择性也较高。最后,作者使用GCMC模拟进一步揭示了裸露的N原子对于提高C_2H_6和C_2H_4吸附量起到关键作用。(本文来源于《西北大学》期刊2019-03-01）
俞纬[4]（2018）在《后修饰法制备功能化有机多孔材料及催化研究》一文中研究指出有机多孔材料是一种新型多孔材料,与沸石、分子筛、多孔硅等传统材料相比,具有骨架密度低、化学可修饰性强等特点。利用合理的设计方法和制备手段,可以在同一种有机多孔材料中实现多种孔径结构并存的目的,这种多孔性质有利于物质的高效传输。因此,近年来,有机多孔材料得到越来越多的研究,并且广泛的应用于物质分离、污染物吸附、生物医药、负载催化等领域。尽管对有机多孔材料的研究已有很多,但是有机多孔材料的种类丰富,仍有较大的发展和研究空间。例如,如何制备具有可控孔道结构的有机多孔材料,以及在固载催化领域,如何简便地将有催化活性的小分子负载到多孔材料上仍然是一个具有挑战性的课题。本文共分为叁章,第一章为绪论,主要介绍了有机多孔材料的分类与应用,以及点击化学和磁性多孔材料的相关背景。第二章提出了一种将小分子有机催化剂负载到超交联有机多孔材料上的方法。本章以分子刷聚合物(PGM-g-(PLA-PS/PVBC))为前驱体,通过傅克超交联反应,得到了带有氯甲基的有机多孔聚合物(Cl-MONNs),进一步将氯原子转变成迭氮基团得到了N_3-MONNs。随后利用点击化学的方法,将2,2,6,6-四甲基哌啶氧化物(TEMPO)小分子,修饰到了管状结构的管壁上。并且通过氮气吸附测试、透射电镜、红外等表征了TEMPO-MONNs的结构和性质。结果表明,得到的材料具有管状网络结构,其比表面积为617.9 m~2/g,孔体积1.01 cm~3/g,TEMPO的负载量大约为0.34 mmol/g,通过苯甲醇的选择性氧化实验,证明了TEMPO-MONNs催化活性高,并且循环使用14次后仍有较高的转化率(85%以上)。为了证明这种负载催化剂的方法具有普适性,本章选择了另外一种小分子催化剂4-二甲氨基吡啶(DMAP),通过点击反应得到了DMAP-MONNs。通过一系列表征表明了DMAP-MONNs具有多孔结构和较高的比表面积(534.7 m~2/g)。随后,选取了酯化反应为模型反应进行催化活性的测试,证明了DMAP-MONNs具有较高的催化活性,并且可以循环使用8次。第叁章研究制备了一种具有碱催化活性的磁性有机中空球多孔材料(Fe_3O_4@TBD-HMONs)。首先:制备了聚乳酸-b-聚苯乙烯嵌段聚合物,通过超交联反应得到了中空球网络结构的多孔聚合物,其中使用共交联的方法引入了溴甲基,得到了Br-HMONs。进一步利用共沉淀法在中空球内部引入了磁性Fe_3O_4纳米粒子。最后将1,5,7-叁氮杂二环[4.4.0]癸-5-烯(TBD)修饰到了中空球壁上,通过氮气吸附测试、透射电镜、红外、磁性测试、元素分析等对其进行了表征,证明了合成的材料Fe_3O_4@TBD-HMONs具有蛋黄-蛋壳的磁性-有机多孔材料结构,比表面积为602.1 m~2/g,TBD的负载量为0.58 mmol/g。为测试Fe_3O_4@TBD-HMONs的催化活性,选取了克脑文盖尔缩合反应为模型反应,发现Fe_3O_4@TBD-HMONs具有较高的催化活性,并且能够做到磁性高效分离和循环使用8次仍有98%的转化率。(本文来源于《华东师范大学》期刊2018-05-18）
杨强[5]（2018）在《金属有机骨架化合物修饰的纸基功能材料及其性能研究》一文中研究指出金属有机骨架化合物(Metal-Organic Frameworks,MOFs)是一种新型的多孔配位聚合物,具有与传统沸石相类似的结构,因其具有来源丰富、制备简单、比表面积大、孔洞尺寸可调以及骨架规模可修饰等优点,广泛应用于气体吸附分离、光致变色、抗菌、荧光等领域,目前已成为了研究热点。然而,现有研究主要是通过MOFs和经酸、碱等修饰后的硬质基板相复合,其应用受到工艺复杂,质量重,成本高的困扰和限制。植物纤维纸张表面有大量的活性羟基,且质轻性柔、无需修饰,应该会成为MOFs修饰基材的最佳选择。论文以MOFs为柔性纸基功能材料的修饰组分,以传统方法获得的纯纤维纸、沉淀碳酸钙(Precipitated Calcium Carbonate,PCC)加填纸为基材,通过原位合成、溶剂热法等合成工艺,利用MOFs易于调控、修饰和组成多样可控的特性,合成了四种具有不同性能的MOFs修饰柔性纸基功能材料。从MOFs结构和组成上的特殊性为出发点,对其化学组成、表面形貌、沉积特性进行表征,探究了MOFs与造纸纤维之间的结合机理,并对纸基复合材料的吸附性能、光致变色性、抗菌性能和荧光性能进行了系统研究,探讨了MOFs对新型纸基功能材料相关性能的影响机制,分析了MOFs作为新型纸基功能材料修饰组分的优势与不足。以期为MOFs修饰柔性纸基功能材料的应用以及开发提供参考和借鉴。主要有四部分研究内容:(1)MOFs与纸张的结合机制及MOF-5修饰纸基功能材料的吸附性对MOFs与纸张纤维之间的结合机制进行了研究。通过原位沉积法将MOFs与纯纤维纸张进行复合的过程中,MOFs的有机配体会提供生长位点,并与植物纤维的羟基之间以酯键的方式相互键接。而经PCC加填后,PCC阻碍了纸张纤维-纤维之间氢键结合,暴露出更多的活性羟基,促使纸张纤维提供更多可以与MOFs结合的活性生长位点,提高了MOFs与纸张纤维之间的结合几率。SEM结果表明,所制备的MOF-5呈现立方体形状,尺寸在0-250μm之间,而含有PCC的纸张能够使MOF-5的尺寸缩小为20-100μm,表明PCC的引入,缩小了MOF-5的生长空间。减少了纤维-纤维之间的氢键键接,使更多的MOF-5生长的羟基参与到与有机配体的反应中,而在给定的MOF-5单晶生长空间内,MOF-5的尺寸受到彼此之间的限制,导致小尺寸的MOF-5生长在加填纸表面,说明通过物理方法加填PCC能够有效调控MOF-5的尺寸。统计结果表明,MOF-5在PCC加填纸张上的沉积率是未加填纸张复合材料的3.4倍,获得了显着改善。BET表征表明,PCC加填前,MOF-5修饰纸基功能材料的比表面积为25.88 m~2/g,对氮气的吸附量约为58 cm~3/g,经PCC加填后,比表面积明显增大,达到了431.22 m~2/g,吸附性能也明显提高,为180 cm~3/g。通过对比BET氮气吸附结果发现,MOF-5修饰纸基功能材料的吸附性主要通过MOF-5的贡献来实现,其次为PCC填料。SSC-DFTB算法表明MOF-5的吸附性主要通过金属离子的库伦作用力。同时,MOF-5的吸附过程更适合准二级动力学模型,而Arrihenius公式、Dubinin-Radushkevich等温吸附模型和相关热力学计算结果表明MOF-5吸附速率限制步是扩散机制,其吸附过程为自发吸热的物理过程并不会对MOF-5的结构产生破坏。(2)Zn-NDI/Cu-NDI修饰纸基功能材料的光致变色性合成了一个具有氧化还原活性中心的NDI,并利用该配体与Zn(II)、Cu(II)之间的配位作用,制备了球状的Zn-NDI和规则几何形状的Cu-NDI。并采用刮刀工艺制备两种MOFs修饰的柔性纸基材料。SEM结果显示,不影响纸张结构的基础上,白胶涂覆层有效地弥补了纤维与纤维之间的孔隙,进而良好的改善纸张对Zn-NDI、Cu-NDI留着的效果。经氙气灯辐照后,Zn-NDI/Cu-NDI修饰纸基功能材料显示出优异的光致变色特性,分别从深茶色转变为棕色、浅绿色转变为橄榄色。UV-vis结果表明,与有机配体NDI相比,形成MOFs后,在λ=359 nm和λ=378 nm处均发生了不同程度的红移,其中Zn-NDI红移了19 nm、16 nm,而Cu-NDI则红移了10 nm左右,这主要归因于金属Zn(II)、Cu(II)分别与NDI配位后产生的n-π*和π-π*轨道之间的转变。而在暗处放置4 h后,Zn-NDI/Cu-NDI修饰纸基功能材料又恢复到原来的颜色,这说明该材料是一种具有快速、可逆效果的光致变色纸基功能材料。采用直接涂覆法、AKD施胶涂层法、聚氨酯施胶涂层法制备了Zn-NDI/Cu-NDI修饰纸基功能材料,并与白胶刮刀涂覆法获得的复合材料进行了对比。结果发现,经氙气灯照射后,采用直接涂覆法获得的复合材料并无光致变色性,原因在于随着EtOH溶液的流动,小尺寸的MOFs无法有效的在纸张表面或纸张纤维-纤维之间的孔隙内留着;而AKD施胶涂层法、聚氨酯涂层法在辐照后,Zn-NDI/Cu-NDI修饰纸基功能材料则只能变为小麦色,其原因在于AKD、聚氨酯的活性基团活性羧基能够和金属中心之间形成离子键,进而破坏原有的配位结构,导致无法产生有效的光致变色行为。(3)Zn-HBPA、Zn-bpy-HBPA修饰纸基功能材料对Et OH小分子的荧光响应性设计并合成了一个间苯二甲酸N取代的衍生有机配体HBPA,并研究了在2,2’-联吡啶掺杂下Zn-HBPA、Zn-bpy-HBPA修饰纸基功能材料对Et OH小分子的荧光响应性。SEM结果表明,HBPA和Zn-HBPA分别呈现规则的几何形状和片状,经2,2’-联吡啶掺杂后形成的Zn-bpy-HBPA则为镂空球状,尺寸分布在2μm左右区间。紫外光辐照后,荧光激发光谱结果显示,Zn-HBPA修饰的纸基功能材料表现为荧光减弱行为,原因在于Zn-HBPA与EtOH接触后,形成含有氢键的EtOH-(Zn-HBPA)结构,EtOH小分子之间与经N取代形成的有机配体HBPA之间形成一定的相互作用,从而使得氢键强度增强,促使产生的C-O、N-H、O-H的耦合振动增加了MOFs材料的非辐射能量衰减,增大了能级下降程度,导致内转换的效率增强,减弱了发光过程的效率,表现为荧光减弱行为。而Zn-bpy-HBPA中的次级构筑单元被2,2’-联吡啶配体进一步链接成一维无限链结构,再通过吡啶环与相邻苯环之间的π-π堆积作用,使得一维链结构形成多维结构,N取代后的有机配体HBPA,促成了芳香取代基与苯环共平面,能够增强和稳定潜在发光配体-配体转移体的离域(LLCT)状态并降低能隙,最终达到荧光增强的目的,表现为荧光增强行为。另外,工艺优化实验表明,在喷涂次数Cycle=7次时,Zn-bpy-HBPA修饰纸基功能材料对EtOH小分子具有最佳的荧光响应效果。(4)MOF-5、Cu_2O修饰纤维素水凝胶的抗菌性为了研究MOFs修饰纤维功能材料的抗菌性,采用溶胶-凝胶法制备了微晶纤维素水凝胶(MCCBA),利用Cu~(2+)与微晶纤维素之间的静电引力将Cu_2O与MCCBA相结合,再通过原位沉积法获得了MCCBA/Cu_2O/MOF-5叁元复合功能材料。SEM结果发现,呈现立方八面晶体形状的纳米级Cu_2O粒子与光滑的簇状或网络状MCCBA良好结合,而部分MOF-5则与MCCBA表面的Cu_2O颗粒形成尺寸分布在50-150 nm之间的包覆结构,与前述的PCC物理加填方式类似,均有调控MOF-5尺寸的作用。研究了MCCBA/Cu_2O/MOF-5叁元复合功能材料对革兰氏阴性大肠杆菌(E.Coli)的抗菌作用。结果表明,在培养24 h后,MCCBA/Cu_2O/MOF-5、MCCBA/MOF-5、MCCBA/Cu_2O的抑菌圈直径分别为10 mm、5.5 mm、6 mm,而MCCBA的抑菌圈直径则无变化。细菌生长曲线的结果也表明,从5 h开始,OD值开始发生变化,MCCBA/Cu_2O/MOF-5的OD值最小。而MCCBA的OD值与E.Coli相似,并没有显着的变化。其次,在5-24 h后,MCCBA/Cu_2O、MCCBA/MOF-5和MCCBA/Cu_2O/MOF-5对E.Coli的OD值呈现出递减性的差异,MCCBA/Cu_2O/MOF-5表现为最小的OD值。其抗菌机制在于:纳米级的Cu_2O和MOF-5沉积在MCC水凝胶的表面,增大了MCCBA/Cu_2O/MOF-5复合材料的比表面积和孔隙率,在抑菌过程中,大肠杆菌吸附在MCCBA/Cu_2O/MOF-5叁元复合抗菌材料的表面,具有抗菌作用的纳米Cu_2O、MOF-5进而攻击细胞壁,随之进入革兰氏阴性大肠杆菌细菌细胞的外膜,导致细胞质破裂,最终引起细胞的破裂。Cu_2O晶体Zeta电位为负,有利于吸附Na~+,因此立方体形状的Cu_2O晶体对大肠杆菌有强的静电引力,能够增加大肠杆菌与Cu_2O的接触机会,从而提高对大肠杆菌的灭活效率,MOF-5能够破坏离子平衡、离子通道和原生质膜的完整性,使得细胞内化,促使DNA断裂并与蛋白质硫醇基团整合,从而极大的增强对大肠杆菌的灭活能力。综上所述,以纸张纤维表面的活性羟基为生长位点,利用MOFs的有机配体进行修饰,制备具有吸附、抗菌、光致变色、荧光性能的柔性纸基复合材料,有望应用于气体吸附、生物抗菌、防伪变色及对EtOH小分子的检测等领域。(本文来源于《陕西科技大学》期刊2018-03-01）
曾明华,殷政,万爽,杨建[6]（2017）在《微孔金属有机框架的碘负载及后合成修饰功能调控》一文中研究指出金属-有机框架(MOFs)类化合物,在分子存储与分离、光电磁性能、复合功能及智能响应等方面前景诱人,是新型分子基功能材料的良好候选物,也是近二十年来化学、材料与物理等多学科交叉研究的前沿。新型MOFs的定向构筑、结构转换及功能调控是该热点领域主要的挑战和核心问题。报告将介绍本课题组近年来通过合理碘引入及串联后合成修饰实现MOFs功能调控相关研究进展,主要内容包括:(1)基于MOFs实现了可控导入、富集和释放高质量比碘分子或多碘离子;发现主-客体协同电荷转移进而导电剧增现象;论证了多碘阴离子对协同导电性及非线性光学活性的调控效应;(2)利用串联后合成修饰实现MOFs孔、磁、光等性质的多层次调控;协同利用多种手段跟踪MOFs固-固和固-液串联后反应修饰的可调变性和后续效果;利用MOFs后合成修饰控制配体多官能团竞争反应实现选择性有机合成;(3)基于混合配体策略的高孔穴、高核簇基MOFs的构筑及其多层次后合成离子替换;(4)MOFs的晶态-固态结构转变及玻璃态MOFs制备。(本文来源于《第19届全国分子筛学术大会论文集——C会场：MOFs材料有机无机复合材料多孔复合材料》期刊2017-10-24）
王亚楠,王嘉希,高明霞,张祥民[7]（2017）在《功能化的亲水树枝高分子修饰的金属有机框架材料对糖肽的分离和富集》一文中研究指出蛋白质糖基化是蛋白质非常重要的一种翻译后修饰[1-2]。然而由于糖肽丰度较低,使得糖基化肽段在质谱的响应困难,因此,特异性的对糖肽进行分离富集是非常重要的一个研究内容[3]。在此,我们设计并合成了双层亲水的功能化金属有机框架(MOF)材料用作N糖肽的富集。我们首先选取了一种易于合成,比表面积大的铬的MOF为基底,在其表面修饰上亲水的氨基后,通过戊二醛交联修饰上亲水的树枝高分子聚酰胺-胺(PAMAM),从而得到亲水性强的材料用作糖肽的分离(本文来源于《第21届全国色谱学术报告会及仪器展览会会议论文集》期刊2017-05-19）
王嘉希,李杰,王亚楠,高明霞,张祥民[8]（2017）在《多功能共价有机框架修饰的磁性石墨烯复合材料在糖基化蛋白组学的应用及与肿瘤细胞间相互作用的研究》一文中研究指出糖基化蛋白质是蛋白质翻译后修饰最重要的方式之一,是生命活动的必需生理过程,对蛋白质生物学功能的正确发挥起着至关重要的作用。近年来,恶性肿瘤的发病率逐年提高,理想的抗癌药物或药物载体能够系统的到达肿瘤部位并快速达到治疗效果,且对正常组织无不良反应。共价有机框架材料是一种通过共价键连接的二维、叁维有机多孔材料,可以通过不同前驱反应物设计出不同的成分、外形和孔隙的有机材料。多孔结构因具有大的比表面积、稳定的多孔结构、优异的稳定性(本文来源于《第21届全国色谱学术报告会及仪器展览会会议论文集》期刊2017-05-19）
隗翠香,韩培培,夏炎[9]（2017）在《功能化修饰金属有机骨架在水中污染物去除中的应用》一文中研究指出金属有机骨架(metal-organic frameworks, MOFs)是一类新型的多孔纳米材料,它具有以金属离子或金属簇与含氧或氮的有机配体连接形成的多孔骨架结构。基于其高比表面积、可调控的孔道、良好的热稳定性和化学稳定性等优点,MOFs在传感,催化,药物传输,分离和吸附[1-3]等领域有着极高的应用潜力。与传统的吸附剂材料相比,由于MOFs具有上述不可比拟的优点,使得MOFs材料在吸附相关领域中应用潜力巨大。后合成修饰MOFs材料主要包括共价和配位修饰,共价修饰是合成MOFs(本文来源于《第21届全国色谱学术报告会及仪器展览会会议论文集》期刊2017-05-19）
邓丽[10]（2017）在《FTO电极有机功能化修饰及其高效钙钛矿太阳能电池应用》一文中研究指出能源危机是21世纪人类面临最大的问题之一,而太阳能既是国际公认的理想替代能源,也是人类可利用的可再生清洁能源。目前,以硅基为主的无机太阳能电池,其最高效率已经达到了25.6%,正在逐渐接近理论上限值30%。但是由于其生产工艺复杂,生产成本较高,从而制约着硅基太阳能电池的广泛应用。与半导体硅相比,有机/无机杂化钙钛矿材料具有优异的光伏性能,如适宜的禁带宽度、微米级的电子-空穴扩散长度、极高的光吸收系数和很好的载流子迁移率等。得益于此,在短短的几年时间里,研究者通过优化器件结构、材料及制备工艺,使器件的电池效率从9.7%升到了22.1%。但是,电池结构中的电子传输层需要高温煅烧制备,这无疑增加了器件的制备成本,阻碍了其进一步商业化进程。因此,在低温的条件下制备出高性能的钙钛矿太阳能电池器件,这对于钙钛矿太阳能电池的工业化发展有着重要的现实意义。本论文全面回顾了钙钛矿太阳能电池的发展史,简要地介绍了钙钛矿太阳能电池的实验内容,分析了提高钙钛矿太阳能光伏性能的方法,总结了钙钛矿太阳能电池的研究进展。在此基础上,本论文以低温制备高效钙钛矿太阳能电池为目标,探索通过界面修饰电极来提高其器件的性能,进一步分析其内在机理,为器件光伏性能的提升提供有益的借鉴。本文的研究内容包括以下两个部分:1、在100 o C低温下,在一步法基础上采用快速结晶法制备出致密的钙钛矿薄膜,其器件的光电转化效率为9.0%。由于FTO电极从钙钛矿薄膜中提取电子需要跨越很大一个能垒,这十分不利于电子的传输,进而限制了器件的光电转化效率。因此,利用邻二氯苯在UV照射下修饰FTO电极表面来增大其电极的功函数,从而有效降低了电子传输的能垒,进而提高了电池器件的光电转化效率。结果表明,经110 s的UV照射处理后,所制备的器件性能达到最佳,其光电转换效率为13.4%,开路电压接近1.0 V,短路电流密度为20.8 m A cm-2。2、利用PEI聚合物修饰FTO电极作为电子传输材料应用于平面钙钛矿太阳能电池。测试结果表明,PEI溶液的质量分数与电池性能有着密切关系。当PEI溶液的质量分数为0.04%时,所制备的钙钛矿太阳能电池性能最佳,其光电转化效率为10.4%,短路电流密度为20.09 m A cm-2,串联电阻为9.97?。进一步研究和分析证明,PEI作为电子传输材料,改善了FTO与钙钛矿界面的接触特性,有效地降低了器件的串联电阻,更有利于电子传输,从而提高了FTO电极的电子收集能力。综上所述,本论文主要揭示了通过表面有机功能化修饰可以有效改善FTO电极与钙钛矿界面电子传输,以及低温制备过程可简化器件结构,实现了提高钙钛矿太阳能电池性能同时降低了制备成本。(本文来源于《西南大学》期刊2017-04-10）
有机功能膜修饰论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
金属-有机框架(Metal-Organic Frameworks,MOFs)材料是由有机配体和金属离子通过配位键自组装而成的一类有机-无机杂化材料。随着MOFs的发展,通过后功能化修饰将各种官能团引入到MOFs中以及将MOFs与其它各种材料进行复合增加其功能性的需求明显增加。目前,发光MOFs由于其在化学传感和发光器件中巨大的应用前景而备受关注。MOFs在荧光传感方面有其固有的优势,它们可以有效地将待测物分子富集到较高的浓度以增强主-客体间的相互作用从而输出响应信号。在本文中,针对待检测的目标物(Hg~(2+)、H~+和H_2S),采用后功能化修饰的方法,在水稳性MOFs中引入特定的识别基团,开发了一系列基于MOFs的具有低检测限、高选择性和快速响应的荧光传感材料。本文还结合MOFs和聚合物两者的优势制备混合基质膜材料,将该材料用于硫化氢检测。以2-迭氮-1,4-对苯二甲酸(H_2BDC-N_3)为有机配体,采用溶剂热法合成了纳米尺寸锆基MOF材料UiO-66-N_3。采用后功能化修饰的方法,在一价铜催化作用下,使UiO-66-N_3的迭氮基团与苯乙炔的炔基发生环化加成反应(CuAAC),制备了一种新型MOF荧光探针UiO-66-PSM。该探针与Hg~(2+)的荧光响应比其他金属离子更为明显,通过探究表明点击反应生成的叁氮唑部分可以作为Hg~(2+)的结合位点。该探针具有快速响应(响应时间小于15 s)、优异的选择性和低检测限(检测限:5.88 μM)等特点。此外,它能够准确检测出实际水样中加入的Hg~(2+)浓度,显示出很大的实际应用潜力。为了解决UiO-66-PSM传感材料仅依靠配体发光来检测目标物,且配体发光比较弱的科学问题,以2,2'-联吡啶-5,5'-二羧酸(H_2bpydc)作为有机配体,采用溶剂热法合成了纳米尺寸锆基MOF材料UiO-67-bpydc。进而通过后功能化修饰的方法,在UiO-67-bpydc桥联配体不饱和氮位点上配位Eu~(3+)离子来制备荧光传感材料Eu~(3+)@UiO-67-bpydc。由于配体对Eu~(3+)的敏化作用,Eu~(3+)@UiO-67-bpydc具有优异的发光性能,且其发光性能显示出很强的pH依赖特性。Eu~(3+)@UiO-67-bpydc在pH为1.06至10.99的酸碱溶液中均具有良好的稳定性,这使其在宽范围pH传感应用方面具有极大的潜力。此外,该传感材料具有优异的循环使用性能和生物相容性。Eu~(3+)@UiO-67-bpydc在PC 12细胞中的荧光成像实验表明其具有应用于体内检测的潜力。鉴于其出色的稳定性和荧光强度随pH变化的特性,该荧光探针在体外和体内pH检测方面都具有很大的应用潜力。Eu~(3+)@UiO-67-bpydc依靠单峰强度检测目标物,而单峰强度易受外界干扰。为此,以1,2,4,5-均苯四甲酸(H_4btec)为有机配体,采用水热法合成了纳米尺寸结基MOF材料UiO-66-(COOH)_2。利用Eu~(3+)和Cu~(2+)离子对UiO-66-(COOH)_2进行改性,Eu~(3+)/Cu~(2+)@UiO-66-(COOH)_2同时显示出Eu~(3+)尖锐的特征发射峰和较宽的配体中心发射。Cu~(2+)离子的存在会抑制Eu~(3+)的发光,加入H_2S之后,由于S~(2-)与Cu~(2+)离子之间具有极强的亲和力而生成CuS,使得Eu~(3+)的荧光增强,配体中心发光猝灭,从而使Eu~(3+)/Cu~(2+)@UiO-66-(COOH)_2展现出低检测限(检测限:5.45uM)、高选择性和快速的H_2S传感响应(响应时间小于30 s)。此外,这种用于H_2S传感的方法有望应用到其它含有未配位-COOH的水稳性MOFs。鉴于Cu~(2+)与桥联配体裸露羧基配位之后Eu~(3+)/Cu~(2+)@UiO-66-(COOH)_2整体发光强度比较弱,利用Eu~(3+)和Ag~+离子对MOF UiO-66-(COOH)_2进行改性,进而构筑Eu~(3+)/Ag~+@UiO-66-(COOH)_2用于检测哮喘病生物标记物H_2S的逻辑平台。这种基于Eu~(3+)@UiO-66-(COOH)_2的INHIBIT逻辑门,选择Ag~+和H_2S作为输入,选择615nm处的荧光信号(1615)作为输出。荧光研究结果表明,Eu~(3+)/Ag~+@UiO-66-(COOH)_2具有响应快(响应时间小于30s)、选择性强、低检测限(检测限:23.53μM)以及能实现H_2S的实时原位检测等优点。此外,细胞实验表明Eu~(3+)/Ag~+@UiO-66-(COOH)_2具有良好的生物相容性,在稀释的血清样品中准确检测出加入的H_2S含量,表明其适用于体内生物标志物H_2S的检测。针对粉体MOFs用作荧光传感材料检测限较高的科学问题,以2-硝基对苯二甲酸(H_2BDC-NO_2)为有机配体,采用溶剂热法合成了纳米尺寸铝基MOF材料Al-MIL-53-NO_2。通过将具有高度稳定性的Al-MIL-53-NO_2与聚偏氟乙烯(PVDF)混合,制备了 MOF基混合基质膜(Mixed-Matrix Membranes,MMMs)。与纯MOF膜的固有脆性和较差的可加工性不同,MOF基MMMs表现出较为理想的柔性和可加工性能,更有利于该传感材料的实际应用。由于Al-MIL-53-NO_2颗粒的均匀分布和MOFs的永久孔隙率,MOF基MMMs显示出良好的水渗透通量,有利于检测过程中分析物和MOFs之间的充分接触。因此,MOF基MMMs传感材料(MOFs的质量百分比占比70%)对H_2S的检测具有高的选择性和低检测限,检测限低至92.31 nM。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
有机功能膜修饰论文参考文献
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[2].张新.后功能化修饰金属—有机框架材料的制备及其荧光传感性能[D].浙江大学.2019
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