有序微孔材料的光子功能构筑基础研究

基本信息
批准号:51632008
项目类别:重点项目
资助金额:285.00
负责人:钱国栋
学科分类:
依托单位:浙江大学
批准年份:2016
结题年份:2021
起止时间:2017-01-01 - 2021-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:彭新生,郁建灿,岳丹,姜珂,张玲,夏体锋,应玉龙,毛祎胤
关键词:
有序微孔金属有机框架材料功能修饰光子功能
结项摘要

Because of their crucial application potentials demonstrated in many fields, metal-organic frameworks (MOFs), which are featured by the periodic porosity, have raised extensive research attentions. Among them, function-oriented photonic MOFs become one of the research frontiers and hot-spot in recent years. Designation and photonic functionalization of metal-organic frameworks are very important for applying them application in many fields. This project will focus on the research of the photonic functional design and applications of MOFs. Firstly, based on the structure of organic linkers, the electronic occupation state and coordination ability of metal ions, crystalline structures of MOFs, we will investigate the effluence and mechanism of these parameters on the photonic properties of the resulted MOFs. Through tailoring the structures realizes the enhancement and combination of the corresponding optical properties. Secondly, we will investigate the effect of the structure, size and wettability of the micro-channels on diffusion, introduction, distribution and organization of the post incorporated hetero-functional molecules. The photonic properties of these systems in the confined nanochannels and energy transfer process will also be studied. Then the designation and tunable principle and technology of the photonic functionalities of MOFs will be achieved. Thirdly, the prepared optical functionalized MOFs materials will be explored for luminescent sensors, optical and biomarkers and visible drug delivery, and so on. In summary, the objective of this project is to provide new designation and assembling technology for expanding the application of MOFs materials for photonic devices.

以有序微孔为关键特征的金属-有机框架材料因在诸多领域展现重要应用潜力而引起广泛关注,以光子功能为导向的金属-有机框架材料则是近年来的研究前沿和热点,金属-有机框架材料的结构设计、功能修饰与可控制备对促进其在光子功能领域的应用极为重要,本项目主要围绕有序微孔框架材料光子功能构筑及应用探索开展系列研究。1)从配体分子结构、金属离子电子填充状态及配位能力、框架材料晶体结构出发,研究它们对框架材料光子功能协同作用规律,通过结构调控实现光子功能的增强与复合。2)将异质光功能分子引入到框架孔道中,研究孔道结构、大小、亲疏水性质对异质功能分子引入、分布及排列状态的影响,及其在受限孔道中的光学行为及能量转移过程,建立异质分子修饰及剪裁框架材料光功能的原理及技术。3)探索所获得的光子功能框架材料在环境、生物等领域的应用,为高性能有序微孔框架材料在光子功能领域的研究及应用提供新的结构设计思路和功能构筑策略。

项目摘要

以有序微孔为关键特征的金属-有机框架材料因在诸多领域展现重要应用潜力而引起广泛关注,以光子功能为导向的金属-有机框架材料则是近年来的研究前沿和热点,金属-有机框架材料的结构设计、功能修饰与可控制备对促进其在光子功能领域的应用极为重要,本项目围绕有序微孔框架材料的光子功能构筑与应用探索开展了系列研究,设计合成了一批新型微孔金属-有机框架材料,完善了有序微孔材料的设计理论、组装规律和制备技术,研究揭示了配体分子、金属离子及晶体结构对微孔材料光子学性能协同作用规律。探索了有机染料、钙钛矿量子点等客体基元在有序微孔材料中的组装,建立了引入客体光功能基元的修饰方法,阐明了客体功能基元的引入对微孔材料结构和光子功能的影响规律及机理。研究了微孔金属-有机框架材料薄膜器件的制备技术,完善了在硅片、ITO 玻璃等衬底上制备高质量薄膜的新方法。系统阐明了微孔材料中有机配体与金属离子的配位方式、轨道匹配与电子结构特征、电子转移机制、能量传递路径等与材料的荧光、非线性光学等光子功能之间的相互关系,总结了有序微孔材料的结构-光子功能之间的关联原理及调控规律,探索了有序微孔材料在荧光传感、非线性光学、微纳激光器以及生物医学等领域的应用,为高性能有序微孔框架材料在光子功能领域的研究及应用提供了新的结构设计思路和功能构筑策略。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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