Synteza i charakterystyka kompozytów zawierających barwniki organiczne uwięzione w sitach molekularnych
Loading...
Date
2015-11-23
Authors
Advisor
Editor
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Title alternative
Synthesis and characterization of composites containing organic dyes entrapped in the molecular sieves
Abstract
W prezentowanej pracy zeolity (FAU, LTL, MFI, CAN, PHI), materiały AlPO4 oraz mezoporowate (SBA-3, SBA-15, MCM-41), a także MOF używane były jako matryce do trwałego zakotwiczenia w nich fluoresceiny i błękitu metylenowego. Fluoresceina wprowadzana była głównie na drodze syntezy w wewnętrznych porach z wcześniej wprowadzonych substratów (bezwodnika ftalowego i rezorcyny). Stwierdzono zdecydowany wpływ struktury krystalicznej i porowatej oraz kationów zeolitowych na zawartość otrzymanego barwnika, jego lokalizację oraz postać tautomeryczną. Wspomniane właściwości odgrywały zasadniczy wpływ na wysoką intensywność i czas życia fluorescencji. Wszystkie kompozyty z enkapsulowaną fluoresceiną przewyższały w tym względzie czysty barwnik i nie ulegały fotowybielaniu. Szczególnie korzystnymi matrycami były nanozeolity. Błękit metylenowy wprowadzany był do sit molekularnych (głównie zeolitów) poprzez wymianę jonową lub przez krystalizację sit molekularnych z mieszaniny zawierającej barwnik (LTL, CAN). Obecność błękitu nie wpływała znacząco na przebieg krystalizacji, ale też nie wykazano zdolności do kierowania jej w stronę nowych struktur (templating agents). Krystalizacja pozwalała na enkapsulację barwnika w wąskoporowatych strukturach CAN i PHI. Podczas syntezy zeolitów dochodzi do transformacji błękitu metylenowego do jego leuko formy. Fluoresceina była po raz pierwszy wprowadzana do materiałów MOF. Uzyskane materiały wykazują bardzo interesujące właściwości optyczne (fluorescencja) oraz potencjalne zatosowanie teranostyczne.
Series of the molecular sieves such as zeolites (e.g. FAU, LTL, MFI, CAN, PHI), materials AlPO4, mesoporous (SBA-3, SBA-15, MCM-41), and the MOF materials were used as matrices for encapsulation of fluorescein and methylene blue. Fluorescein was synthesized and entrapped inside molecular sieves mainly by the synthesis from substrates (phthalic anhydride and resorcinol). Crystalline and porous structures of zeolites as well as zeolite cations (acid sites) play an important role in catalytic substrate reaction and subsequently in the resulting dye content, localization and the nature of its tautomeric form. The resulted composites show much higher fluorescence intensity and life time than pristine dye and do not undergo any photobleaching. The nanozeolite matrices make the optical properties of composites even more excellent. The introduction of fluorescein upon zeolite crystallization appeared not very efficient. Fluorescein was also introduced to MOF materials, which was not reported so far. The methylene blue was introduced into molecular sieves (mostly into zeolites) by ion exchange or by crystallization of molecular sieves in the presence of dye (LTL, CAN, PHI). The attempts to use this dye as structure directing agent (templating agents) did not appear succesful either. The crystallization of zeolites with methylene blue in highly alkaline medium caused a transformation of dye into its colorless leuco form. The obtained composites exhibit very interesting properties, especially optical (fluorescence) and they are promising materials for medical (theranostic) applications.
Series of the molecular sieves such as zeolites (e.g. FAU, LTL, MFI, CAN, PHI), materials AlPO4, mesoporous (SBA-3, SBA-15, MCM-41), and the MOF materials were used as matrices for encapsulation of fluorescein and methylene blue. Fluorescein was synthesized and entrapped inside molecular sieves mainly by the synthesis from substrates (phthalic anhydride and resorcinol). Crystalline and porous structures of zeolites as well as zeolite cations (acid sites) play an important role in catalytic substrate reaction and subsequently in the resulting dye content, localization and the nature of its tautomeric form. The resulted composites show much higher fluorescence intensity and life time than pristine dye and do not undergo any photobleaching. The nanozeolite matrices make the optical properties of composites even more excellent. The introduction of fluorescein upon zeolite crystallization appeared not very efficient. Fluorescein was also introduced to MOF materials, which was not reported so far. The methylene blue was introduced into molecular sieves (mostly into zeolites) by ion exchange or by crystallization of molecular sieves in the presence of dye (LTL, CAN, PHI). The attempts to use this dye as structure directing agent (templating agents) did not appear succesful either. The crystallization of zeolites with methylene blue in highly alkaline medium caused a transformation of dye into its colorless leuco form. The obtained composites exhibit very interesting properties, especially optical (fluorescence) and they are promising materials for medical (theranostic) applications.
Description
Wydział Chemii
Sponsor
Keywords
zeolity, zeolites, enkapsulacja, encapsulation, fluoresceina, fluorescein, błękit metylenowy, methylene blue