摘要：本论文通过选择具有良好荧光发射能力的三苯胺衍生物与Tb（NO3）3·6H2O进行溶剂热反应，成功制备出一例三维MOFs化合物Tb–TCA，并通过X射线单晶衍射进行了结构表征。荧光测试表明其不仅具有配体的发射峰，同时也具有稀土Tb3+的特征发射峰，且上述发射峰在水溶液中有良好的维持，通过金属离子的荧光滴定，测试表明Tb–TCA对Fe3+的选择性和灵敏度都很高。75159

毕业论文关键词：金属–有机骨架、荧光、识别、Fe3+

Study on the sensing of Fe3+ based on the constructed Tb-based lanthanide metal-organic framework

Abstract:In this paper, through the solventthermal reaction of a triphenylamine derivative and Tb(NO3) 3·6H2O, we have successfullyconstructed a three-dimensional MOFsTb–TCA, and structurally characterized by X-ray diffraction。 Fluorescence test showed that it not only exhibited the ligand-based emission, but also emission of Tb3+ characteristic emission peaks, and the above emission peak has a good maintained in an aqueous solution。Fluorescence titration demonstrated that Tb–TCA has a high selectivity and sensitivity for Fe3+。

Keywords: Metal-organic frameworks; fluorescence; sensor; Fe3+

1。 前言

铁是所有生命系统代谢过程中最重要的元素之一。Fe3+离子对于大多数生物在细胞水平的表达是非常重要的，在许多生化过程中也起着至关重要的作用，如氧的储存，把氧运输到组织和线粒体中。然而，无论是它的少量还是过量的使用，都可以引起严重的疾病，如血色素沉着症、贫血、肝功能损害、糖尿病、心力衰竭、帕金森病[1]。因此，对Fe3+离子的选择性识别和准确地检测是非常重要的。论文网

由金属离子和有机基团构建的多孔类固态金属–有机骨架（MOFs），由于其多孔性和易于构筑等特点，目前得到广泛的关注。尤其是在荧光传感领域，因为其可以集合无机金属离子的发光和有机配体的发光于一体，赋予结构更加丰富的荧光性能。

镧系元素（LNS）由于其多功能的协调几何形状，独特的发光和磁学性质，和高稳定性，对其的研究得到科学工作者的关注。Ln-MOFs[2]~[7]材料的优良光学性能使得它们在研究荧光探针或荧光检测等领域具有宽阔的应用吸引力。一些Ln-MOFs材料已被成功地用于检测小分子[8]（例如TNT[2]和丙酮）和离子（如Zn2+、Cu2+、Mg2+、Ag+、F−等）[9]。然而，基于镧系离子MOFs作为荧光探针对Fe3+离子识别的研究做的工作相对还比较少。Dang等人报道了一例Eu-MOF对Fe3+荧光传感器的第一个例子，但是，其检测的灵敏度是有限的，其荧光淬灭机理为发生阳离子交换。

Formica等人在水热条件下合成了铕基金属–有机框架（Eu-MOF），EuL3（L = 4′-（4-羧基苯基）- 2′：6′，2″-三联吡啶），用作Fe3+荧光传感器。EuL3由于螯合三联吡啶和开放的渠道，展示了对水溶液或生物体系中Fe3+快速响应（约1 min）和高灵敏度（Stern-Volmer常数KSV  = 4。1 × 103L/mol）[10]。基于EuL3荧光传感器体系的简单便携，给Fe3+提供了方便和可靠的检测。这项开创性的发现有助于延长MOFs材料在生物和环境领域的潜在应用。

图1 Tb–BTB的不对称单元和堆积结构图

赵斌等人通过大苯酸(H3BTB = benzene-1,3,5-tribenzoate)与Tb(NO3)3在有LiOH存在的条件下，溶剂热合成出一例新颖的金属–有机骨架Tb–BTB，其分子式为{[Tb(BTB)(DMF)]·1。5DMF·2。5H2O}n，其结构图见图1所示，显示其有两种类型的1D孔道。热重分析表明其具有高的热稳定性。荧光测试表明Tb-BTB对Fe3+具有高的选择性和灵敏度。重要的是，Tb-BTB可以快速和简便的再生。[11]