稀土金属有机羧酸配位聚合物的荧光识别性能研究进展

　　摘 要：稀土配位聚合物可以作为一种发光材料，通过配体吸收的紫外光，传变为离子，使得稀土离子发生f-f跃迁，显示其特征发射峰，可研究价值比较高。稀土金属有机羧酸配位聚合物是稀土配位聚合物中的一类，具备多样性的结构，在荧光探针、荧光吸附与分离等多个领域具备巨大的应用潜能，已经成为该领域的研究热点之一，本文即对稀土金属有机羧酸配位聚合物的荧光识别性能研究进展作出综述。
　　关键词：稀土配位聚合物；荧光识别性能；研究进展
　　前言：荧光发光性能是稀土配位聚合物具备的性能之一，该性能可能来源于两个方面，即配体和稀土离子之间产生的电子跃迁，通过配体吸收光能传递到金属离子，稀土离子4f电子发生能级跃迁，使荧光发射光谱信息大量的产生，这些信息促进了稀土配位聚合物发光性能的实现。稀土配位聚合物具有尖锐的发射光谱谱带、较窄的半峰宽度、较高的色度，其与有机羧酸配体配位产生的配位聚合物会显著提升荧光性质，正因如此，广泛应用到荧光探针领域及生命科学领域。
　　1四核稀土金属羧酸配位聚合物的熒光识别性能
　　1.1同晶型配位聚合物
　　文献调研表明，有学者研究合成了2个同晶型配位聚合物：[Nd2（pzdc）3（H20）]n·nH2O（1），[Nd4（pzdc）6（H20）2]n·3nH2O（2）。因二者比较相似，研究其荧光识别性能过程中，学者选择了1。室温下，1的荧光测试是在DMSO中溶解，测得其浓度的条件为10-4M-1。结果显示，荧光激发谱的强吸收峰出现在于382 nm、402 nm处，此种现象发生的原因可能为配体-金属的电荷跃迁[1]。随后，学者将被识别的金属离子加入到配合物当中，随着浓度梯度不同，发生相应的改变了荧光吸收强度。该学者研究说明，同晶型配位聚合物可有选择的识别金属离子。
　　1.2简单二维结构的配位聚合物
　　有研究指出，镧系元素中的π电子广泛的应用在分子识别领域、荧光探针领域。荧光吸收性质密切相关于选择的配体，配体-金属间产生不同电子转移情况下，荧光性质也会存在明显的差异。基于此，有学者研究此种结构的配位聚合物时，合成了1个配位聚合物：{[La4（PAD）10（H20）S]·2H2O}n，随后开展荧光实验时，在室温条件下于DMSO溶液中进行，结果显示，激发波长设置为296 nm情况下，出现较强荧光发射峰为332 nm处。
　　2双核稀土金属羧酸配位聚合物的荧光识别性能
　　2.1杂原子配位多个情况下的配位聚合物
　　配体选择H2PDA情况下，合成了3个含S原子的配位聚合物：{[Ln2（PDA）（HPDA）（H2O）4ClSO4]·2H2O}n [Ln=La（1）；Ce（2）]，{[Ce2（PDA）（HPDA）（H2O）4SO4]·2H2O}n（3）。学者根据这3个聚合物，开展荧光分析，结果显示，2、3配位聚合物不管处于溶液状态，或是处于固体状态，均未表现出较强的荧光性质，而1则表现出一定程度的荧光性质。在镧系元素中，具备荧光性质的占据大多数，配合物经配体合成后，会有所改变荧光性质。10-4M-1条件下，将1溶解到DMF中，荧光实验是在室温下开展，当10-7-10-3M的Ag+（AgNO3）、Hg2+[Hg（NO3）2]、K+（KNO3）加入后，其荧光强度出现显著的减弱现象，而浓度变为10-3M-1后，荧光基本被猝灭，这说明，在Ag+、Hg+、K+中，多个杂原子配位聚合物具备荧光探针的作用。
　　2.2同晶型系列相同但金属中心不同的配位聚合物
　　学者在分析此类型配位聚合物的荧光性质时，共合成了6种聚合物：{[Ln2（PDA）3（H2O）3]·H2O}n [Ln=La（1），Pr（2），Sm（3），Eu（4），Gd（5）]，{[La2（PDA）3（H2O）4]·H2O}n（6），实验结果显示，配合物4具有较好荧光性能物。在DMF溶液中，4的激发波长有2个，为282 nm和326 nm，与两种荧光吸收相对应。激发波长为282 nm时，宽吸收峰出现在325-341 nm处，此电子跃迁归属到了PDA-2配体，Eu-O、Eu-N键为跃迁发生的具体位置[2]。金属铕离子f电子层是半充满状态，荧光吸收和电子跃迁较为独特，且能够特异性地选择识别某些金属离子，如配位聚合物1可选择识别Mg2+、Cd2+，同时，金属离子加入量不同情况下，产生的荧光强度变化的情况也会不同。
　　结论：根据大量的学者的广泛研究发现，不同类型的稀土金属有机羧酸配位聚合物具有不同的荧光识别性能，合成过程中，应对有机配体选择等多种因素做出充分的考虑，以能使合成的材料具有较好的荧光性质。
　　参考文献
　　[1]李启彭，沈燕琼，朱梅星，等.稀土配位聚合物荧光材料的应用研究进展[J].广东化工，2016，43（20）：116-117.
　　[2]那立艳，张丽影，张伟，等.稀土金属有机配位聚合物的绿色合成及发光性能[J].材料导报，2015，29（18）：28-31.
　　作者简介
　　陈思航（1992-），女，黑龙江省富锦市人，民族：汉族，职称：无，学历：在读硕士研究生。
　　基金项目：稀土有机配位聚合物或稀土材料在荧光识别污染物（有机小分子或者阴阳离子）方面的研究；稀土金属形成的晶体在荧光识别污染物（有机小分子或者阴阳离子）性能方面的研究，单位：天津师范大学化学学院化学系物理化学专业
　　（作者单位：天津师范大学）

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