萘基桥联有机-无机杂化介孔材料的合成及其光学性质

崔小燕 ,  韩书华 ,  孙元元 ,  王莎莎 ,  邱晓勇 ,  高萌

引用本文: 崔小燕, 韩书华, 孙元元, 王莎莎, 邱晓勇, 高萌. 萘基桥联有机-无机杂化介孔材料的合成及其光学性质[J]. 物理化学学报, 2013, 29(03): 639-645. doi: 10.3866/PKU.WHXB201212201 shu
Citation:  CUI Xiao-Yan, HAN Shu-Hua, SUN Yuan-Yuan, WANG Sha-Sha, QIU Xiao-Yong, GAO Meng. Synthesis and Optical Properties of Organic-Inorganic Hybrid Mesoporous Materials with Naphthalene Bridging Groups[J]. Acta Physico-Chimica Sinica, 2013, 29(03): 639-645. doi: 10.3866/PKU.WHXB201212201 shu

萘基桥联有机-无机杂化介孔材料的合成及其光学性质

  • 基金项目:

    国家自然科学基金(50572057, 21033005) (50572057, 21033005)

    山东省自然科学基金(ZR2010BM026)资助项目 (ZR2010BM026)

摘要:

以短链阳离子三聚表面活性剂C10H21N+(CH3)2(CH2)2N+(CH3)(C10H21)(CH2)2N+(CH3)2C10H21]·3Br?为结构导向剂, 通过2,7-二(3-三乙氧硅基氨丙酯基)萘(NIS)和四乙氧基硅烷(TEOS)共缩聚, 制备了有序的萘基桥联的杂化周期性介孔有机硅(PMOs). 样品通过X射线衍射(XRD)、高分辨透射电镜(HRTEM)、氮气吸附-脱附、差示扫描量热/热重分析(DSC/TGA)表征. 结果表明, 当NIS占NIS和TEOS总量40% (摩尔分数)时, 可以形成具有结晶态孔壁的有序介孔杂化材料. 当NIS含量低于或高于40%时, 分别形成无定形孔壁的有序介孔杂化材料和无孔杂化材料. 随着孔壁中萘基基团的增加, 由于有机基团之间π-π堆积作用增强, 杂化介孔材料显示良好的热稳定性. 由于在二氧化硅骨架中嵌入荧光萘基基团, 杂化有机-无机有序介孔材料显示了激基缔合物的光学行为. 随萘基基团含量的增加, 杂化材料的紫外吸收峰发生蓝移, 形成H聚集体; 由于聚集引起的荧光淬灭, 杂化材料的荧光量子产率明显降低.

English

    1. [1]

      (1) Mizoshita, N.; Tani, T.; Inagaki, S. Chem. Soc. Rev. 2011, 40,789. doi: 10.1039/c0cs00010h

      (1) Mizoshita, N.; Tani, T.; Inagaki, S. Chem. Soc. Rev. 2011, 40,789. doi: 10.1039/c0cs00010h

    2. [2]

      (2) Hoffmann, F.; Cornelius, M.; Morell, J.; Froba, M. Angew.Chem. Int. Edit. 2006, 45, 3216.(2) Hoffmann, F.; Cornelius, M.; Morell, J.; Froba, M. Angew.Chem. Int. Edit. 2006, 45, 3216.

    3. [3]

      (3) Fujita, S.; Inagaki, S. Chem. Mater. 2008, 20, 891. doi: 10.1021/cm702271v(3) Fujita, S.; Inagaki, S. Chem. Mater. 2008, 20, 891. doi: 10.1021/cm702271v

    4. [4]

      (4) Wirnsberger, G.; Scott, B. J.; Stucky, G. D. Chem. Commun.2001, 119.(4) Wirnsberger, G.; Scott, B. J.; Stucky, G. D. Chem. Commun.2001, 119.

    5. [5]

      (5) Hernandez, R.; Franville, A. C.; Minoofar, P.; Dun, B.; Zink, J.I. J. Am. Chem. Soc. 2001, 123, 1248. doi: 10.1021/ja003634e(5) Hernandez, R.; Franville, A. C.; Minoofar, P.; Dun, B.; Zink, J.I. J. Am. Chem. Soc. 2001, 123, 1248. doi: 10.1021/ja003634e

    6. [6]

      (6) Minoofar, P. N.; Hernandez, R.; Chia, S.; Dunn, B.; Zink, J. I.;Franville, A. C. J. Am. Chem. Soc. 2002, 124, 14388. doi: 10.1021/ja020817n(6) Minoofar, P. N.; Hernandez, R.; Chia, S.; Dunn, B.; Zink, J. I.;Franville, A. C. J. Am. Chem. Soc. 2002, 124, 14388. doi: 10.1021/ja020817n

    7. [7]

      (7) Yang, Q.; Liu, J.; Yang, J.; Kapoor, M. P.; Inagaki, S.; Li, C.J. Catal. 2004, 228, 265. doi: 10.1016/j.jcat.2004.09.007(7) Yang, Q.; Liu, J.; Yang, J.; Kapoor, M. P.; Inagaki, S.; Li, C.J. Catal. 2004, 228, 265. doi: 10.1016/j.jcat.2004.09.007

    8. [8]

      (8) to, Y.; Mizoshita, N.; Ohtani, O.; Okada, T.; Shimada, T.;Tani, T.; Inagaki, S. Chem. Mater. 2008, 20, 4495. doi: 10.1021/cm800492s(8) to, Y.; Mizoshita, N.; Ohtani, O.; Okada, T.; Shimada, T.;Tani, T.; Inagaki, S. Chem. Mater. 2008, 20, 4495. doi: 10.1021/cm800492s

    9. [9]

      (9) Wong, E. M.; Markowitz, M. A.; Qadri, S. B.; lledge, S.;Castner, D. G.; Gaber, B. P. J. Phys. Chem. B 2002, 106, 6652.doi: 10.1021/jp014201g(9) Wong, E. M.; Markowitz, M. A.; Qadri, S. B.; lledge, S.;Castner, D. G.; Gaber, B. P. J. Phys. Chem. B 2002, 106, 6652.doi: 10.1021/jp014201g

    10. [10]

      (10) Rebbin, V.; Schmidt, R.; Froba, M. Angew. Chem. Int. Edit.2006, 45, 5210.(10) Rebbin, V.; Schmidt, R.; Froba, M. Angew. Chem. Int. Edit.2006, 45, 5210.

    11. [11]

      (11) Zhao, H. M.; Lin, D.; Yang, G.; Chun, Y.; Xu, Q. H. ActaPhys. -Chim. Sin. 2012, 28, 985. [赵会民, 林丹, 杨刚,淳远, 须沁华. 物理化学学报, 2012, 28, 985.] doi: 10.3866/PKU.WHXB201202071(11) Zhao, H. M.; Lin, D.; Yang, G.; Chun, Y.; Xu, Q. H. ActaPhys. -Chim. Sin. 2012, 28, 985. [赵会民, 林丹, 杨刚,淳远, 须沁华. 物理化学学报, 2012, 28, 985.] doi: 10.3866/PKU.WHXB201202071

    12. [12]

      (12) Ji, Q.; Miyahara, M.; Hill, J. P.; Acharya, A.; Vinu, A.; Yoon, S.K.; Yu, J. S.; Sakamoto, K.; Ariga, K. J. Am. Chem. Soc. 2008,130, 2376. doi: 10.1021/ja076139s(12) Ji, Q.; Miyahara, M.; Hill, J. P.; Acharya, A.; Vinu, A.; Yoon, S.K.; Yu, J. S.; Sakamoto, K.; Ariga, K. J. Am. Chem. Soc. 2008,130, 2376. doi: 10.1021/ja076139s

    13. [13]

      (13) Angelome, P. C.; Soller-Ilia, G. J. A. A. Chem. Mater. 2005, 17,322. doi: 10.1021/cm048559b(13) Angelome, P. C.; Soller-Ilia, G. J. A. A. Chem. Mater. 2005, 17,322. doi: 10.1021/cm048559b

    14. [14]

      (14) Gao, G. D.; Li, J.; Zhang, A. Y.; An, X. H.; Zhou, L. ActaPhys. -Chim. Sin. 2010, 26, 2437. [高冠道, 李婧, 张爱勇,安晓红, 周蕾. 物理化学学报, 2010, 26, 2437.] doi: 10.3866/PKU.WHXB20100910(14) Gao, G. D.; Li, J.; Zhang, A. Y.; An, X. H.; Zhou, L. ActaPhys. -Chim. Sin. 2010, 26, 2437. [高冠道, 李婧, 张爱勇,安晓红, 周蕾. 物理化学学报, 2010, 26, 2437.] doi: 10.3866/PKU.WHXB20100910

    15. [15]

      (15) Inagaki, S.; Guan, S.; Fukushima, Y.; Ohsuna, T.; Terasaki, O.J. Am. Chem. Soc. 1999, 121, 9611. doi: 10.1021/ja9916658(15) Inagaki, S.; Guan, S.; Fukushima, Y.; Ohsuna, T.; Terasaki, O.J. Am. Chem. Soc. 1999, 121, 9611. doi: 10.1021/ja9916658

    16. [16]

      (16) Melde, B. J.; Holland, B. T.; Blanford, C. F.; Stein, A. Chem.Mater. 1999, 11, 3302. doi: 10.1021/cm9903935(16) Melde, B. J.; Holland, B. T.; Blanford, C. F.; Stein, A. Chem.Mater. 1999, 11, 3302. doi: 10.1021/cm9903935

    17. [17]

      (17) Asefa, T.; MacLachlan, M. J.; Coombs, N.; Ozin, G. A. Nature1999, 402, 867.(17) Asefa, T.; MacLachlan, M. J.; Coombs, N.; Ozin, G. A. Nature1999, 402, 867.

    18. [18]

      (18) Yoshina-Ishii, C.; Azefa, T.; Coombs, N.; MacLachlan, M. J.;Ozin, G. A. Chem. Commun. 1999, 2539.(18) Yoshina-Ishii, C.; Azefa, T.; Coombs, N.; MacLachlan, M. J.;Ozin, G. A. Chem. Commun. 1999, 2539.

    19. [19]

      (19) Fujita, S.; Inagaki, S. Chem. Mater. 2008, 20, 891. doi: 10.1021/cm702271v(19) Fujita, S.; Inagaki, S. Chem. Mater. 2008, 20, 891. doi: 10.1021/cm702271v

    20. [20]

      (20) Inagaki, S.; Ohtani, O.; to, Y.; Okamoto, K.; Ikai, M.;Yamanaka, K.; Tani, T.; Okada, T. Angew. Chem. Int. Edit. 2009,48, 4042. doi: 10.1002/anie.v48:22(20) Inagaki, S.; Ohtani, O.; to, Y.; Okamoto, K.; Ikai, M.;Yamanaka, K.; Tani, T.; Okada, T. Angew. Chem. Int. Edit. 2009,48, 4042. doi: 10.1002/anie.v48:22

    21. [21]

      (21) Liu, A. F.; Han, S. H.; Che, H.W.; Hua, L. Langmuir 2010, 26,3555. doi: 10.1021/la904052k(21) Liu, A. F.; Han, S. H.; Che, H.W.; Hua, L. Langmuir 2010, 26,3555. doi: 10.1021/la904052k

    22. [22]

      (22) Wang, X.; Lu, D.; Austin, R.; Agarwal, A.; Mueller, L. J.; Liu,Z.;Wu, J.; Feng, P. Langmuir 2007, 23, 5735. doi: 10.1021/la063507h(22) Wang, X.; Lu, D.; Austin, R.; Agarwal, A.; Mueller, L. J.; Liu,Z.;Wu, J.; Feng, P. Langmuir 2007, 23, 5735. doi: 10.1021/la063507h

    23. [23]

      (23) Shea, K. J.; Loy, D. A.;Webster, O. J. Am. Chem. Soc. 1992,114, 6700. doi: 10.1021/ja00043a014(23) Shea, K. J.; Loy, D. A.;Webster, O. J. Am. Chem. Soc. 1992,114, 6700. doi: 10.1021/ja00043a014

    24. [24]

      (24) Loy, D. A.; Jamison, G. M.; Baugher, B. M.; Myers, S. A.;Assink, R. A.; Shea, K. J. Chem. Mater. 1996, 8, 656. doi: 10.1021/cm950067z(24) Loy, D. A.; Jamison, G. M.; Baugher, B. M.; Myers, S. A.;Assink, R. A.; Shea, K. J. Chem. Mater. 1996, 8, 656. doi: 10.1021/cm950067z

    25. [25]

      (25) Zhao, X. S.; Lu, G. Q.; Hu, X. Chem. Commun. 1999, 1391.(25) Zhao, X. S.; Lu, G. Q.; Hu, X. Chem. Commun. 1999, 1391.

    26. [26]

      (26) Shen, J. L.; Yang, X. G.; Huang, L.; Shen, Q. L.; Liu, Z. H.;Zhang, F. J. Acta Phys. -Chim. Sin. 2012, 28, 1992. [申剑磊,杨新国, 黄燎, 沈启立, 刘振辉, 张凤菊. 物理化学学报,2012, 28, 1992.] doi: 10.3866/PKU.WHXB201205282(26) Shen, J. L.; Yang, X. G.; Huang, L.; Shen, Q. L.; Liu, Z. H.;Zhang, F. J. Acta Phys. -Chim. Sin. 2012, 28, 1992. [申剑磊,杨新国, 黄燎, 沈启立, 刘振辉, 张凤菊. 物理化学学报,2012, 28, 1992.] doi: 10.3866/PKU.WHXB201205282

    27. [27]

      (27) Chen, G. Z.; Huang, X. Z.; Zheng, Z. Z.; Xu, J. G.;Wang, Z. B.Fluorescence Analyzing Technology, 2nd ed.; Science Press:Beijing, 1990; p 38. [陈国珍, 黄贤智, 郑朱梓, 徐金钩, 王尊本. 荧光分析技术. 第二版. 北京: 科学出版社, 1990: 38.]

      (27) Chen, G. Z.; Huang, X. Z.; Zheng, Z. Z.; Xu, J. G.;Wang, Z. B.Fluorescence Analyzing Technology, 2nd ed.; Science Press:Beijing, 1990; p 38. [陈国珍, 黄贤智, 郑朱梓, 徐金钩, 王尊本. 荧光分析技术. 第二版. 北京: 科学出版社, 1990: 38.]

  • 加载中
计量
  • PDF下载量:  722
  • 文章访问数:  2788
  • HTML全文浏览量:  60
文章相关
  • 发布日期:  2013-02-25
  • 收稿日期:  2012-09-20
  • 网络出版日期:  2012-12-20
通讯作者: 陈斌, bchen63@163.com
  • 1. 

    沈阳化工大学材料科学与工程学院 沈阳 110142

  1. 本站搜索
  2. 百度学术搜索
  3. 万方数据库搜索
  4. CNKI搜索

/

返回文章