[发明专利]一种基于稀土金属簇的功能性金属-有机骨架及其制备方法

权利要求书

1.一种基于稀土金属簇的功能性金属-有机骨架，其特征在于，该金属-有机骨架的化学式为[Ln₄(μ₃-OH)₄(bpdc)₃(ox)(H₂O)₅]·nH₂O，式中Ln为Dy、Er、Ho或Yb，bpdc为2,2'-联吡啶-3,3'二羧酸根，ox为草酸根，n取5-15；该金属-有机骨架为晶体结构，属于单斜晶系，P2₁/n空间群，其结构中存在四种配位环境的Ln³⁺，形成了具有一维孔道的三维开放骨架结构；4个Ln³⁺通过4个μ₃-OH的桥连作用构成一个四核Ln簇，bpdc^2-配体的羧基以μ₄-η¹:η¹:η¹:η¹-桥连配位模式连接相邻四核Ln簇形成一维zigzag链，进而再通过bpdc^2-和ox^2-配体的连接形成三维开放骨架结构；该骨架结构在a方向有一个截面为四边形的孔道，孔道内填充着结晶水分子。

2.根据权利要求1所述的基于稀土金属簇的功能性金属-有机骨架的制备方法，其特征在于，该方法以稀土氧化物Ln₂O₃为稀土源，以2,2'-联吡啶-3,3'二羧酸为配体，草酸为辅助配体，具体合成步骤如下：

1)将稀土氧化物Ln₂O₃、2,2'-联吡啶-3,3'二羧酸和草酸加入溶剂中，搅拌0.5-2h；

2)将步骤1)配制的混合溶液转移至水热反应釜的聚四氟乙烯内胆中，封装好反应釜放入烘箱，加热升温至80-200℃，反应12-120h；

3)最后程序降温至室温，取出产物后将固体分离，即得到基于稀土金属簇的功能性金属-有机骨架。

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述的稀土氧化物Ln₂O₃中Ln为Dy、Er、Ho或Yb。

4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述的溶剂为水、乙醇、甲醇和DMF中的一种或几种。

5.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述的稀土氧化物Ln₂O₃、2,2'-联吡啶-3,3'二羧酸和草酸三者之间的摩尔比为(2:1:1)-(2:10:7)。

6.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤1)配制的混合溶液中稀土离子的浓度为0.01-0.05mol/L。

7.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述的程序降温的降温速率为1-20℃/小时。

8.根据权利要求2-7任一所述的方法制备得到的基于稀土金属簇的功能性金属-有机骨架作为荧光探针识别有机溶剂小分子的应用。

9.根据权利要求8所述的应用，其特征在于，所述的有机溶剂小分子为乙醇、甲醇、乙腈、三氯甲烷、二氯甲烷、四氢呋喃、DMF、乙醚、乙酸乙酯、或丙酮。