金屬有機(jī)框架化合物不僅具有巨大的比表面積和貫通的納米孔道結(jié)構(gòu),而且具有豐富的主客體化學(xué)性質(zhì)。利用MOFs的這些優(yōu)異性質(zhì)發(fā)展高質(zhì)量的傳感器具有非常重要的意義。本文以發(fā)展基于金屬有機(jī)框架光學(xué)薄膜的具有自表達(dá)特性的裸眼檢測(cè)傳感器為目標(biāo),以MOFs納米顆粒為構(gòu)筑基元,分別制備了MOFs單層光學(xué)薄膜、MOFs/TiO_2交替多層光學(xué)薄膜和MOFs光學(xué)薄膜傳感陣列,并研究它們的傳感性能。開(kāi)展的主要工作如下:(1)制備MOFs單層光學(xué)薄膜并研究其傳感性能。選用NH_2-MIL-88B作為研究對(duì)象,通過(guò)水熱法合成NH_2-MIL-88B納米顆粒,進(jìn)而通過(guò)旋涂法制備光學(xué)薄膜。研究發(fā)現(xiàn)旋涂液濃度、旋涂速率、旋涂次數(shù)對(duì)光學(xué)薄膜性質(zhì)均有影響。單層光學(xué)薄膜具有良好的傳感性能,可以通過(guò)顏色變化選擇性地檢測(cè)出不同的溶劑,實(shí)現(xiàn)可視化裸眼檢測(cè)。其選擇性機(jī)理是NH_2-MIL-88B在不同的溶劑蒸氣氛圍中具有不同程度的晶體結(jié)構(gòu)改變。(2)制備MOFs交替多層光學(xué)薄膜并研究其傳感性能。選用NH_2-MIL-88B作為研究對(duì)象,納米TiO_2層作為交替層,通過(guò)交替旋涂制備MOFs/TiO_2交替多層光學(xué)薄膜。研究發(fā)現(xiàn)旋涂層數(shù)、NH_2-MIL-88B納米顆粒濃度、處理溫度和入射光角度等因素對(duì)光學(xué)薄膜性質(zhì)都有影響。光學(xué)薄膜對(duì)常見(jiàn)溶劑具有傳感選擇性,而且可用于檢測(cè)水和乙醇混合溶劑的濃度。光學(xué)薄膜具有良好的熱穩(wěn)定性、抗超聲破壞和耐久性。(3)制備MOFs光學(xué)薄膜傳感陣列并研究其傳感性能。選用多種MOFs納米顆粒,分別制備光學(xué)薄膜作為傳感陣列單元。先研究每一種傳感單元對(duì)溶劑蒸氣的傳感性能,然后將其陣列化。不同溶劑在傳感陣列上有獨(dú)特的響應(yīng)信號(hào),形成指紋譜,可以區(qū)分開(kāi)。主成分分析表明傳感陣列對(duì)醇類(lèi)、烷烴類(lèi)和水有非常好的區(qū)分度。聚類(lèi)分析表明傳感陣列可以很好地對(duì)目標(biāo)分子進(jìn)行分類(lèi),甲醇、乙醇和異丙醇化學(xué)結(jié)構(gòu)有內(nèi)在的聯(lián)系分為一大類(lèi),而水和庚烷則可以分為另外兩類(lèi)。
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類(lèi)號(hào)】：O627;TB383.2
文章目錄
縮略語(yǔ)表
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
1.1 金屬有機(jī)框架化合物(MOFs)
1.2 單層光學(xué)薄膜
1.3 交替多層光學(xué)薄膜
1.4 光學(xué)薄膜傳感陣列
1.5 論文選題依據(jù)與研究?jī)?nèi)容
第二章 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與表征方法
2.1 實(shí)驗(yàn)藥品與儀器
2.2 實(shí)驗(yàn)方法
2.2.1 TiO2及MOFs納米顆粒制備
2.2.2 MOFs光學(xué)薄膜的制備
2.2.3 MOFs光學(xué)薄膜的傳感性能研究
2.3 實(shí)驗(yàn)分析表征方法
第三章 MOFs單層光學(xué)薄膜的制備及傳感性能研究
3.1 MOFs納米顆粒的制備與表征
3.2 MOFs單層光學(xué)薄膜的制備與表征
3.2.1 濃度對(duì)MOFs單層光學(xué)薄膜的影響
3.2.2 旋涂速率對(duì)MOFs單層光學(xué)薄膜的影響
3.2.3 旋涂次數(shù)對(duì)MOFs單層光學(xué)薄膜的影響
3.3 MOFs單層光學(xué)薄膜的傳感性能研究
3.3.1 MOFs單層光學(xué)薄膜的傳感選擇性
3.3.2 MOFs單層光學(xué)薄膜的穩(wěn)定性
3.3.3 MOFs單層光學(xué)薄膜的傳感機(jī)理
3.4 小結(jié)
第四章 MOFs/TiO2交替多層光學(xué)薄膜的制備及傳感性能研究
4.1 MOFs納米顆粒的制備與表征
4.2 TiO2納米顆粒的制備與表征
4.3 MOFs/TiO2交替多層光學(xué)薄膜的制備與表征
4.3.1 溶劑對(duì)MOFs/TiO2交替多層光學(xué)薄膜的影響
4.3.2 層數(shù)對(duì)MOFs/TiO2交替多層光學(xué)薄膜的影響
4.3.3 濃度對(duì)MOFs/TiO2交替多層光學(xué)薄膜的影響
4.3.4 高溫處理對(duì)MOFs/TiO2交替多層光學(xué)薄膜的影響
4.3.5 MOFs/TiO2交替多層光學(xué)薄膜制備方法的普適性
4.3.6 MOFs/TiO2交替多層光學(xué)薄膜的光學(xué)表征
4.4 MOFs/TiO2交替多層光學(xué)薄膜的傳感性能研究
4.4.1 MOFs/TiO2交替多層光學(xué)薄膜對(duì)純?nèi)軇┑膫鞲行阅?/div>
4.4.2 MOFs/TiO2交替多層光學(xué)薄膜對(duì)混合溶液的傳感性能
4.4.3 MOFs/TiO2交替多層光學(xué)薄膜的穩(wěn)定性
4.5 小結(jié)
第五章 MOFs光學(xué)薄膜傳感陣列的制備及傳感性能研究
5.1 MOFs納米顆粒的制備與表征
5.2 MOFs光學(xué)薄膜傳感陣列的制備與表征
5.3 MOFs光學(xué)薄膜傳感陣列的傳感性能研究
5.3.1 MOFs光學(xué)薄膜傳感陣列傳感單元的傳感性能
5.3.2 MOFs光學(xué)薄膜傳感陣列的傳感信息的處理
5.4 小結(jié)
第六章 結(jié)論與展望
6.1 結(jié)論
6.2 展望
致謝
參考文獻(xiàn)
作者在學(xué)期間取得的學(xué)術(shù)成果
【相似文獻(xiàn)】
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