Cоздание MOF на основе РЗЭ и азолполикарбоновых кислот и исследование их в качестве люминесцентных сенсоров для H2O, нитроароматических соединений и других легких молекул

Проект направлен на создание и исследование металло-органических координационных полимеров (MOF) на основе моно- и смешаннометаллических азолполикарбоксилатов лантаноидов и изучение этих соединений в качестве сенсорных материалов с люминесцентным откликом, заключающимся в изменении соотношения интенсивностей эмиссии двух различных катионов лантаноидов при внедрении молекул-«гостей». Сенсорные материалы на основе смешаннометаллических комплексов РЗЭ – новейшая и актуальная тема, первые публикации относятся к 2017 году. Недавно мы разработали селективный сенсор для определения малых примесей воды в органических растворителях и D2O на основе 1,2,3-триазол-4,5-дикарбоксилата {Tb0.9Eu0.1(Tz)}. В начале выполнения проекта будут получены координационные соединения индивидуальных Ln3+ (Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Nd, Er, Yb) с азолполикарбоновыми кислотами – 3,5-пиразол-дикарбоновой H3Pz, 1,2,3-триазол-4,5,-дикарбоновой H3Tz, 4,5-имидазолдикарбоновой H3IDz и их замещёнными по атому азота аналогами. Экзополидентатное строение этих лигандов обеспечит полимерный характер комплексных соединений. Введение заместителей при атоме азота позволит модифицировав лиганды осуществить тонкую подстройку триплетного уровня и коэффициентов экстинкции, что повысит эффективность сенсибилизации люминесценции РЗЭ. Будут изучены фотофизические свойства – спектры возбуждения и эмиссии, кинетика люминесценции, квантовые выходы. Будет исследованы особенности строения: кристаллические структуры, наличие координированных молекул растворителей, топологические особенности упаковки MOF-каркаса. Выявление взаимосвязи «кристаллическая структура – люминесцентные свойства» для этого класса соединений – актуальная задача как с фундаментальной точки зрения, так и для прикладных задач. Далее будут синтезированы смешаннометаллические комплексы {Ln1(1-x)Ln2(x)(Ligand)}, где возможна одновременная люминесценция обоих ионов и перенос возбуждения между ними. Будут выявлены оптимальные соотношения Ln1:Ln2 и подробно изучены фотофизические свойства таких систем. Далее эти MOF будут протестированы в качестве сенсорных материалов по отношению к H2O, нитроароматическим соединениям, органическим пероксидам и растворителям.