Φωταυγή μεταλλοργανικά πλέγματα λανθανιδών ως εκπομποί λευκού φωτός και ως χημικοί αισθητήρες
Creators: name: Ψάλτη, Αθανασία Επαμεινώνδας
Publisher: name: Aristotle University of Thessaloniki
Year: 2020
Subjects: Φωταυγή μεταλλοργανικά πλέγματα λανθανιδών
Αισθητήρες
Λευκό φως, αισθητήρες
Luminescent lanthanide metal organic frameworks
Sensors
White light

description: Τα τελευταία χρόνια, μέρος του ενδιαφέροντος της επιστημονικής κοινότητας έχει επικεντρωθεί στη σύνθεση μεταλλοργανικών πλεγμάτων (Metal Organic Frameworks-MOF). Τα μεταλλικά οργανικά πλέγματα αποτελούν μια τάξη πορωδών υβριδικών υλικών που δομούνται από μεταλλικά ιόντα ή cluster και από οργανικά ligand. Ιδιαίτερο ενδιαφέρον παρουσιάζουν τα φωταυγή μεταλλοργανικά πλέγματα των λανθανιδών λόγω της ικανότητας τους να εκπέμπουν φως σε διάφορα μήκη κύματος και λόγω της μεταβολής της φωταύγειας τους παρουσία ιόντων ή/και μορίων. Έτσι, πρώτος στόχος της παρούσης εργασίας είναι η σύνθεση MOF που εκπέμπουν λευκό φως. Αυτό επιτυγχάνεται με την πρόσμειξη στα MOF με τρισθενή ιόντα Eu3+ αλλά και με αμινο-παράγωγα των δομικών ligand που χρησιμοποιούνται κατά τη σύνθεση. Συγκεκριμένα, το οργανικό ligand που επιλέχθηκε στην παρούσα μελέτη είναι το naphthalene-2,6-dicarboxylic acid (NDC) και ως μεταλλικό κέντρο, το La3+. Τα υλικά που συντέθηκαν παρουσίασαν εκπομπή με χαρακτήρα excimer ενώ το χρώμα της εκπομπής τους ρυθμίστηκε με προσεκτική εισαγωγή διαφορετικών ποσοστών πρόσμειξης ιόντων Eu3+ και ligand 4-aminonaphthalene-2,6-dicarboxylic acid (H2ANDC) στο πλέγμα των MOF. Δεύτερος στόχος της παρούσης εργασίας είναι η μελέτη της φωταύγειας μεταλλικών οργανικών πλεγμάτων των λανθανιδών παρουσία ιόντων Cd2+ ενώ προτείνεται μια μέθοδος μετασυνθετικής τροποποίησης τέτοιων υλικών για τη βελτίωση τους ως αισθητήρες βαρέων μετάλλων.
description: Over the past few years, researchers have focused their interest toward the synthesis of metal organic frameworks. Metal organic frameworks (MOFs) are a class of porous organic-inorganic hybrid materials made up of metal ions or clusters and organic ligands. Of particular interest are luminescent metal organic frameworks (LMOFs) due to their ability to emit light at different wavelengths and due to the change in their luminosity in the presence of ions and/or small molecules. Thus, the first topic of our study is the synthesis of MOFs that emit white light. This is achieved not only through doping of the parent MOF with the trivalent lanthanide ion Eu3+ but also with the amino derivatives of the structural ligands. More precisely, the organic ligand selected in the present study is naphthalene-2,6-dicarboxylic acid (H2NDC) and as a metal centre we used La3+. For the synthesised materials we observed excimer luminescence while the colour of their emission was easily tailored by careful introduction of different percentages of Eu3+ and the ligand 4-aminonaphthalene-2,6-dicarboxylic acid (H2ANDC) into the MOF lattice. The second objective of the current study is the examination of the luminescent behaviour of lanthanide metal organic frameworks as heavy metal sensors. In particular we demonstrate the sensing ability of a lanthanide MOF towards Cd2+ cations and suggest a post-synthetic modification that can enhance the sensing capability of rare-earth MOFs as sensors.