8-羟基喹啉基多孔材料的制备以及性质研究

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近年来,新兴多孔有机材料得到了科研学者们广泛的关注和进一步的研究。与其他材料相比较来说,多孔有机材料具有非常大的优越性,其中尤为突出的是可以根据特定应用需求将相应的功能化基团引入其功能位点,从而实现多孔有机材料的各种应用目标。此外,8-羟基喹啉及其衍生物在光电领域的研究也一直处于热点位置,通过对8-羟基喹啉及其衍生物进行结构的修饰或者将其与金属离子配位得到8-羟基喹啉基金属配合物都可以获得发光波长可调的、发光颜色可控的有机发光材料。在此种背景下,本文设计并制备了两种8-羟基喹啉基有机多孔材料。8-羟基喹啉锌多孔有机聚合物是由配体2,4,6-三[4-(8-羟基喹啉基-2-乙烯基)-苯基]-1,3,5-三嗪(TQVPTz)通过两种方法(研磨法、固-液界面法)与金属锌离子配位得到的。配体TQVPTz是通过对氰基苯甲醛与2-甲基-8-羟基喹啉反应合成中间产物2-(4-苯腈)乙烯基-8-乙酰氧基喹啉,然后进行氰基环化得到。采用PXRD粉末衍射测试、扫描式电镜分析测试、透射式电子显微镜分析测试对多孔材料的形貌进行了测试表征,结果表明该多孔材料均具有较薄的层状结构,且均为非晶态;采用傅里叶红外(FT-IR)光谱仪、NMR核磁氢谱分析仪等对相关的物质的化学组成和结构进行了分析,测试结果证实了配体TQVPTz的成功合成,进而说明了8-羟基喹啉锌多孔材料的成功制备;其TGA曲线说明该聚合物材料具有良好的热稳定性;通过氮气的吸附与脱附分析测试对两种材料的孔性能进行了分析,结果表明这两种材料均有相对大的比表面积为30.990 m~2g-1。并对其孔径进行分析,说明都为多孔材料;通过对这种材料的光学性质研究发现,由于结构中引入了8-羟基喹啉单元,因此它们都具有优异的发光性能。同样的,第二种8-羟基喹啉基共轭多孔聚合物材料TCz HQ是通过2,4,6-三氯-1,3,5-三嗪(TCT)与设计合成的单体5-[(咔唑-9’-基)甲基]-8-羟基喹啉(Cz HQ)在甲磺酸参与反应中得到。对其采用同样的表征和测试方法,发现该聚合物材料是比表面积为11.803 m~2g-1的多孔材料。但与第一种8-羟基多孔材料不同的是聚合物TCz HQ还具有优异的表面增强拉曼散射(SERS)效应。这些测试结果都表明本文合成的这两种有机多孔材料将会在气体存储与吸附、发光等方面具有较大的应用潜力。
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