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镧系金属有机框架(Ln-MOFs,Lanthanide Metal-Organic Frameworks)是由镧系金属离子与有机配体通过配位形成的一类新型多孔晶体材料,该材料不仅具有镧系元素优异的发光特性,而且还包括MOFs结构的多孔性、可调节性和多样性,这使得Ln-MOFs对客体分子具有高效的识别能力和独特的发光特性,被广泛应用于发光、传感、吸附、催化、磁性和生物成像等多个领域。本论文基于课题组已有的科研成果和功能导向性的研究思路,通过多羧酸有机配体与镧系金属盐进行溶剂热反应,成功构筑了两种结构新颖的Ln-MOFs,并对其结构和性能进行了详细研究,结果表明它们都可作为优异的水稳定多响应荧光传感器,对有毒污染物进行高效地检测,并且在吸附分离方面也具有一定潜在应用。全文主要包括五个部分:一、简要概述了Ln-MOFs的背景、研究现状和构筑方法;重点介绍了Ln-MOFs在各种领域的应用进展。二、我们通过溶剂热法获得一种具有新拓扑结构的三维Ln-MOFs,{[Ln2(L)2(H2O)2]·5H2O·6DMAC}n,[LnⅢ=Eu(1)和Tb(2);L=4,4’-((5-羧基-1,3-亚苯基)双(氮烷二基))二(羰基)酸;DMAC=N,N-二甲基乙酰胺]。配合物1-2对有毒物质Fe3+、Cr2O72-、MnO4-和4-NP表现出优异的传感响应,更重要的是,在检测MnO4-时,样品颜色会从黄色变为棕色,这从视觉上指示了传感响应,使得检测过程更加简单实用。此外,通过使用时间分辨发光技术,配合物1可以有效消除检测过程中的背景干扰并改善信噪比。三、基于第二章工作,我们进一步研究了配合物1对有机染料的吸附分离性能。研究表明,配合物1具有优异的稳定性,可以高效地选择性吸附分离阳离子染料MB,而不受其他染料(MO、Rh6G和XO)的干扰,并且可重复利用。室温下,配合物1对MB的吸附量为3886 mg/g,这是迄今为止报道过的最大值,该材料在有机染料吸附和回收领域具有潜在利用价值。四、基于5-((吡啶-3-氧基)甲基)间苯二甲酸的异构体,我们通过溶剂热法获得一种新的二维Eu-MOFs,{[Eu(L)(HCOO)]H2O}n,该材料是一种水稳定的多响应荧光传感器,能够高效地检测有毒物质Fe3+、Cr(VI)和4-NP。此外,还探究了选择性检测Fe3+、Cr(VI)和4-NP的机理,这可以通过检测物与Eu-MOFs之间的能量竞争来解释。这项工作突出了Ln-MOFs作为荧光传感器的应用,并通过引入吡啶配体来构筑配位聚合物,为研究水稳定的多响应传感材料提供一定理论依据。五、总结与展望包括了对本论文实验结果的分析与总结;对论文中制备的Ln-MOFs创新点和不足的分析,以及对基于镧系金属有机框架作为荧光传感器发展的展望。