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金属有机框架材料由于其独特的结构和功能可调性使其在很多方面都有很好的应用前景,如气体吸附,化学传感,多相催化,非线性光学和药物传输。基于这些吸引人的应用前景,本文报道了基于茚酮衍生物的有机桥连配体合成的金属有机框架材料(MOFs)。由于其结构可调节性,MOFs不仅能够通过设计具有不同发光官能团的有机配体构筑新型可设计的天线材料,而且由于它清晰的结构特征有利于配合理论计算定量研究在框架结构上能量传递的动力学。因此,利用具有光捕获性能的MOFs来研究单线态的F(o)rster能量转移也是本文的一大亮点。主要内容如下: (一)以茚酮衍生物为配体,根据不同的合成方法合成含有不同金属种类,尺寸孔洞不等,结构相异的金属有机框架材料。根据单晶衍射,XRD,TGA以及吸附等表征方法来分析和讨论实验得到的3种金属MOFs的基本性质。 (二)由于其可设计的光捕获构筑模块,金属有机框架材料被用来模拟自然界绿色植物参与光合作用的发色团阵列。我以此为基础系统研究了在结构清晰的网络框架中的激发态能量转移。框架中的能量转移此前用激发态一步一步的最近邻随机跳跃模型来描述。尽管这种最近邻跳跃近似法在描述通过Dexter机制的三线态能量传递方面很有效,但是它却不足以描述通过F(o)ster机制的单线态能量转移。因为该能量转移模式还包括超越一步跳跃的远距离传递。本文通过利用两种不同类型但金属和配体却一样的MOFs吸附不同浓度染料分子来模拟和研究单线态能量转移。通过实验数据得到,超越近邻跳跃的空间能量传递路径在整个能量传递过程占67%。这个发现给设计和理解单线态在框架结构中高效的能量传递提供了新观点。