论文摘要
无机多孔材料具有规则有序的孔道结构、较大的比表面积,使其成为负载客体分子的良好载体。功能有机基团修饰的无机多孔材料融合了多孔结构和有机功能基团的双重优势,在催化、吸附、生物医学等方面均展现了优异的性能和良好的应用。具有聚集诱导发光（AIE）性质的有机分子作为一种新颖的荧光材料,自被报道以来便引起人们的广泛关注,并迅速应用于检测、细胞成像、有机光电二极管等领域。其中分子内旋转受限（RIR）是该类分子具有较强荧光的一个主要原因。因此,我们提出如果将该类分子固载到具有刚性骨架结构的无机材料中,分子的旋转将会受到抑制,产生较强的荧光。本论文的工作主要是以无机介孔材料和层状磷酸盐为研究基础,发展了通过后嫁接、共合成以及离子交换插层等方法制备AIE生色团功能化的无机有机杂化材料,并系统探索了该类材料在药物传输、化学检测、细胞成像等方面的应用。本论文的结果主要分为以下几个部分：首次采用后嫁接的方式将AIE生色团四苯乙烯（TPE）修饰到介孔二氧化硅材料SBA-15上,并研究了其在药物传输和爆炸物检测等领域的应用。由于AIE分子连接到介孔材料后,其自身的旋转受到抑制,从而使复合材料发射出较强的蓝色荧光。材料对药物分子布洛芬具有较强的吸附能力,并且其荧光强度随着固载药物量的增加而增强,当药物释放达到平衡时,荧光强度又基本恢复到初始值。这种特性表明药物的释放过程有可能通过AIE功能化介孔材料的荧光强度变化监测,在生物医学领域展现出良好的应用价值。另外,该材料对爆炸物分子苦味酸（PA）具有较高灵敏的检测能力,随着AIE负载量的增加,其检测效果逐渐增强。当TPE的固载量为0.067mmol/g时,其在水溶液中的淬灭常数达到2.5×105M-1,远高于单纯TPE分子的淬灭常数。这是由于该材料对爆炸物分子存在富集作用,同时多孔结构有利于客体分子的传输,增强了检测效率。尤为重要的是,该材料可以多次循环使用,因此具有实际应用的意义。此外,我们将AIE分子修饰在介孔二氧化硅纳米粒子中,材料在2,4-二硝基甲苯（DNT）饱和蒸气中放置30秒时荧光强度淬灭了80%,表现出极灵敏的检测效率。材料对盐酸气体表现出较好的荧光淬灭效果,而在氨气中荧光可以完全恢复,并可以多次循环。实验结果表明这类AIE功能化介孔材料在化学传感等方面展现了较好的应用前景。通过共合成的方式将含有四苯乙烯基元的有机磷酸通过P-O-Ca共价键杂化到羟基磷灰石（HAP）骨架中,得到具有较好生物相容性的椭球形空心纳米胶囊。与纯的介孔HAP相比,该材料具有较强的蓝色荧光,较高的药物固载量以及相对缓慢的释放速率。材料的荧光强度在吸附药物分子之后显著增强,而当药物释放达到平衡时其荧光强度又显著下降,这表明药物的释放过程可以通过荧光强度的变化来监测,展现出良好的生物应用前景。采用离子交换插层法将AIE阳离子插入到纳米尺度的层状α-ZrP材料中,得到具有AIE发光性质的无机有机杂化材料。AIE阳离子插入后,α-ZrP层间距扩大为19.6A,并由于分子间静电相互作用限制了分子内转动,发射出较强的蓝色荧光。该复合材料不仅可以应用于细胞成像,而且对爆炸物分子苦味酸表现出相对较好的检测效果,淬灭常数为1.0×105M-1。此外,我们通过共合成的方式制备了氨基修饰的介孔羟基磷灰石和羧基修饰的介孔磷酸钛材料。氨基修饰的介孔羟基磷灰石具有较高的比表面积以及较小的粒径尺寸,对布洛芬具有较高的药物固载量及相对缓慢的药物释放速率。羧基功能化的介孔磷酸钛材料对钯具有较好的配位能力,形成的钯粒子尺寸约为3nm,在Suzuki偶联反应中具有良好的催化活性。
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摘要Abstract第1章 绪论1.1 介孔材料1.1.1 介孔材料的发展历程1.1.2 介孔材料的分类1.1.3 介孔材料的合成方法1.1.4 介孔材料的应用1.2 聚集诱导发光材料1.2.1 聚集诱导发光材料的发展1.2.2 聚集诱导发光材料的分类1.2.3 聚集诱导发光材料的发光机理1.2.4 聚集诱导发光材料的应用1.3 无机有机杂化材料的合成及应用1.3.1 无机有机杂化材料的合成1.3.2 无机有机杂化材料的应用1.4 本论文的选题目的和意义1.5 本论文取得的主要结果1.6 本论文采用的表征方法和测试手段参考文献第2章 AIE生色团功能化介孔二氧化硅的合成及应用2.1 引言2.2 AIE功能化介孔SBA-15的合成及药物传输2.2.1 实验部分2.2.2 AIE分子修饰的介孔SBA-15的表征2.2.3 AIE分子修饰的介孔SBA-15对药物的释放研究2.3 AIE功能化介孔SBA-15的合成及爆炸物检测2.3.1 实验部分2.3.2 AIE分子修饰的介孔材料的表征2.3.3 AIE分子修饰的介孔材料对爆炸物的检测2.4 AIE功能化介孔二氧化硅纳米粒子的合成及气体检测2.4.1 实验部分2.4.2 AIE功能化介孔二氧化硅纳米粒子的表征2.4.3 AIE功能化介孔二氧化硅纳米粒子对气体的检测本章小结参考文献第3章 AIE生色团桥连的介孔羟基磷灰石的合成及应用3.1 引言3.2 实验部分3.2.1 实验试剂3.2.2 有机磷酸酯PETPE的合成3.2.3 有机磷酸（PATPE）的合成3.2.4 AIE生色团桥连的介孔羟基磷灰石的合成3.2.5 药物固载及释放3.2.6 细胞相容性测试（MTT）3.3 结果和讨论3.3.1 PETPE的聚集诱导发光性质3.3.2 小角粉末X-射线（XRD）表征3.3.3 扫描电镜（SEM）表征3.3.4 透射电镜（TEM）表征2吸附/脱附表征'>3.3.5 N2吸附/脱附表征3.3.6 傅里叶红外（FT-IR）表征3.3.7 荧光表征3.3.8 材料MHAP-FL对药物的固载及释放3.3.9 材料MHAP-FL的荧光变化3.3.10 材料MHAP-FL的细胞相容性（MTT）3.3.11 材料MHAP-FL的荧光图本章小结参考文献第4章 AIE阳离子插层的磷酸锆材料的合成及应用4.1 引言4.2 实验部分4.2.1 原料与试剂4.2.2 四苯乙烯基季铵盐（TPEN）的合成4.2.3 纳米α-ZrP的制备4.2.4 TPEN的插层步骤4.2.5 细胞成像实验步骤4.2.6 水溶液中爆炸物的检测4.3 结果与讨论4.3.1 TPEN的分子模拟结构4.3.2 小角粉末X-射线（XRD）表征4.3.3 TPEN的层间排布4.3.4 傅立叶红外（FT-IR）表征4.3.5 扫描电镜（SEM）表征4.3.6 动态光散射（DLS）表征4.3.7 透射电镜（TEM）表征4.3.8 荧光光谱表征4.3.9 细胞成像4.3.10 爆炸物检测本章小结参考文献第5章 有机基团修饰的介孔磷酸盐的合成及应用5.1 引言5.2 氨基功能化介孔羟基磷灰石的合成及药物释放5.2.1 实验部分5.2.2 氨基功能化介孔羟基磷灰石的表征5.2.3 氨基功能化介孔羟基磷灰石的药物释放5.3 羧基功能化介孔磷酸钛的合成及催化5.3.1 实验部分5.3.2 羧基功能化介孔磷酸钛的表征5.3.3 羧基功能化介孔磷酸钛的催化表征本章小结参考文献第6章 结论与展望附录作者简历攻读博士学位期间曾获得如下奖励攻读博士学位期间发表论文致谢
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标签：介孔材料论文; 功能化论文; 聚集诱导发光论文; 药物传输论文; 检测论文;
