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题名	共价嫁接钌(II)二亚胺类配合物杂化材料的制备及光学氧传感性能的研究
作者	雷炳富
学位类别	博士
答辩日期	2007-06-07
授予单位	中国科学院长春光学精密机械与物理所
授予地点	长春光学精密机械与物理所
导师	李斌
关键词	Ru(II)配合物 有机-无机杂化材料 共价嫁接 介孔材料 光学氧气传感材料
其他题名	Preparation and Optical Oxygen Sensing Properties of Ruthenium Diimine Complexes Covalently-grafted Hybrid Materials
学位专业	凝聚态物理
中文摘要	氧气传感器件可广泛用于工农业生产、环境监测以及医药化工等领域，具有非常重要的意义。以往常用于检测氧气浓度的Clark电极法以及Winkler滴定法在检测过程中消耗氧、响应时间相对较长而且易受样品中某些组分(如H2S和蛋白质)的钝化，不利于对氧气进行连续的实时检测。寻找和开发新型光学氧气传感材料逐渐成为该研究领域的热点。使用Ru(II)二亚胺类配合物作为发光探针的光学氧传感材料可克服传统方法的不足。该类光学氧传感材料具有灵敏度高、选择性好等优点，引起了人们的广泛关注。硅基介孔材料的有序三维孔道结构有利于氧气在其中的快速扩散，从而产生高的灵敏度和快速的猝灭响应。因此，结合Ru(II)二亚胺类配合物的发光性质以及介孔材料的结构特点，有望开发出性能良好的光学氧传感材料。本论文主要研究如何通过Si-CH2共价键把Ru(II)二亚胺类配合物组装到介孔杂化材料的骨架上以及他们的结构、稳定性和氧传感性能。 我们通过对1, 10-邻菲啰啉进行有机修饰，合成了两种可水解的有机改性硅酸酯，使其不但能够和过渡金属Ru(II)配位，而且能够与正硅酸乙酯进行水解和共缩聚反应制备共价嫁接的有机-无机杂化材料。 在表面活性剂CTAB的结构导向作用下，使用原位合成的溶胶-凝胶方法制备了共价嫁接[Ru(bpy)2phen]2+配合物的介孔硅基薄膜和块体干凝胶光学氧传感材料。同时也制备了物理包埋[Ru(bpy)2phen]Cl2配合物的薄膜和块体干凝胶样品。结果表明，有机发光分子在共价嫁接样品中的分布比在物理包埋样品中更加均匀，对氧气有较高的猝灭灵敏度，其中共价嫁接介孔干凝胶样品具有最高的灵敏度。介孔MCM-41类载体有序的孔道结构有利于氧气在其中的快速扩散，从而提高了灵敏度，共价键-Si-(CH2)3-的存在减弱了Ru(II)配合物之间的自身相互作用，使得发光分子能够更好地分布于载体中，而且在很大程度上降低了传感分子在载体中的脱附效应。 通过后嫁接和一步共聚合方法制备了共价嫁接Ru(II)二亚胺类配合物介孔SBA-15和MCM-41粉末氧气传感材料。研究结果表明，共价嫁接样品的氧气猝灭信号稳定，可逆性能优越。一步合成的Ru-MCM-41样品具有比后嫁接Ru-Phen-MCM-41样品更高的灵敏度和较好的接近线性的校准曲线。通过系统的研究发现，共价嫁接样品具有比物理包埋样品更好的光化学稳定性和明显改善的抗脱附效应。所制备的介孔氧气传感材料具有短的响应时间，表明了它们当中的Ru(II)发光分子可以有效地被氧气所猝灭。高的灵敏度可归因于SBA-15和MCM-41独特的孔道结构有利于氧气在其中的扩散，并最终产生了快速的猝灭响应。我们的结果表明通过水解和共缩聚反应把有机Ru(II)组分共价嫁接到无机材料的骨架上，可以改善杂化材料的光辐照稳定性和抗脱附能力，所获得的光学氧传感介孔材料的性能可以通过改善载体的微相结构进一步提高，具有作为光学氧传感材料研究的潜力。而且，本工作涉及的实验方法适用于制备其它各种类型的性能独特的有机-无机杂化功能材料。 此外，作为硕士论文的延伸，在无机长余辉发光材料方面也取得了一些结果，包括稀土离子Pr3+, Tb3+, Sm3+激活的CaSnO3长余辉发光材料和一种过渡金属Mn2+激活的Mg2SnO4反尖晶石结构绿光发射长余辉发光材料。
语种	中文
公开日期	2012-03-21
页码	148
内容类型	学位论文
源URL	[http://ir.ciomp.ac.cn/handle/181722/415]
专题	长春光学精密机械与物理研究所_中科院长春光机所知识产出
推荐引用方式 GB/T 7714	雷炳富. 共价嫁接钌(II)二亚胺类配合物杂化材料的制备及光学氧传感性能的研究[D]. 长春光学精密机械与物理所. 中国科学院长春光学精密机械与物理所. 2007.

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