[发明专利]发光金属有机框架在痕量苯胺类污染物检测中的应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种金属有机框架材料在痕量苯胺类污染物检测中的应用。

背景技术

应用广泛的苯胺(AN)类化合物具有三致作用，显色、色谱等传统检测手段都存在处理过程复杂、稳定性差、价格昂贵、检测速度慢等缺点，不能满足现场快速检测的需要。因此，迫切需要开发高效、快速、准确的新型检测技术来检测和监控空气中此类有毒有害污染物，保障国民经济健康运行。

发光金属有机框架(LMOFs)是由有机配体和金属离子通过自组装形成的多功能性孔状发光材料，具有孔隙率高、比表面积大、孔结构可控、化学性质稳定和制备过程简单等特点，是一类理想的荧光传感材料，在选择性检测和识别有机污染物或爆炸物方面具有潜在的应用。文献上有关LMOFs在检测硝基类爆炸物方面的报道逐年增加[S.S.Nagarkar，et al.，Angew.Chem.2013，125，2953-2957]，但是相对于硝基类爆炸物的检测，以LMOFs来检测和识别苯胺类化合物的报道还很少[S.M.Hu，et al.，Inorg.Chem.Comm.2012，17，147-150]，如果能够设计合成对苯胺类化合物进行准确、快速检测的LMOFs，并以其作为荧光传感材料，开发具有传感性能的荧光传感器件，在实现对苯胺类环境污染有效地控制、管理和预警中有着重要的研究价值和实用价值。

选择具有发光功能的芳香苯环为中心，并引入多配位点的羧基和极性酰胺基团，使配体不仅能以多种灵活的配位方式与金属离子配位形成多孔的发光金属有机框架材料，而且还可以通过酰胺基团与客体分子之间产生相互作用，诱导金属有机框架材料发光行为的变化，从而实现对苯胺类分子的选择性识别和检测。本发明探究了以二-(3，5-二羧基苯基)对苯二甲酰胺为配体与过渡金属镉盐合成的发光金属有机框架材料，并研究了其在痕量苯胺类污染物检测中的应用。

发明内容

本发明的目的在于探究了一种发光金属有机框架材料在痕量苯胺类污染物检测中的应用，从而为实现快速、简便、灵敏地检测环境中苯胺类有机污染物提供了实验基础。

为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：

本发明采用溶剂热法制备了二-(3，5-二羧基苯基)对苯二甲酰胺和过渡金属镉盐形成的发光金属有机框架材料，其具体制备过程为：

二-(3，5-二羧基苯基)对苯二甲酰胺、CdCl₂·5/2H₂O、DMF(N，N-二甲基甲酰胺)、水和浓HNO₃混合物放到聚四氟乙烯内衬不锈钢的反应釜中密封，在85℃下反应三天后逐渐降至室温，过滤，将产物用DMF洗涤，得到目标产品。

采用以上方法制备了一种发光金属有机框架材料。

本发明的发光金属有机框架材料对苯胺类有机污染物如苯胺、对甲苯胺、对硝基苯胺、二苯胺、邻苯二胺、三乙胺具有选择性传感性能。

本发明的发光金属有机框架材料快速检测苯胺类有机污染物的方法为：以二苯胺和对硝基苯胺的检测为例：

制作荧光强度和物质量的标准工作曲线：首先测定二苯胺不存在时传感材料的荧光强度F₀，然后加入梯度物质的量的二苯胺，测定二苯胺存在时传感材料的荧光强度F，当二苯胺的量增大至1.0μmol时传感材料的荧光强度可增加63.7％。目前尚未有文献或者专利利用此配合物检测环境中二苯胺。

制作荧光强度和物质量的标准工作曲线：首先测定对硝基苯胺不存在时传感材料的荧光强度F₀，然后加入梯度物质量的对硝基苯胺，测定对硝基苯胺存在时传感材料的荧光强度F，当对硝基苯胺的量增大至0.2μmol时传感材料的荧光强度可猝灭80.7％。目前尚未有文献或者专利利用此配合物检测环境中对硝基苯胺。

同理对苯胺、对甲苯胺、邻苯二胺、三乙胺的检测效果见附图。

这充分说明了本发明所提供的荧光传感材料可用于痕量苯胺类污染物检测尤其是对二苯胺和对硝基苯胺的检测。

本发明所提供的发光金属有机框架材料应用具有如下特点：

1.合成的发光金属有机框架材料通过对二苯胺和对硝基苯胺的检测结果证明对二苯胺和对硝基苯胺的传感性能，可用作二苯胺和对硝基苯胺传感器中敏感材料的研制开发或者用于环境中二苯胺和对硝基苯胺类有机污染物的检测。

2.合成的发光金属有机框架材料在二苯胺和对硝基苯胺检测方面具有快速、简便、灵敏等优点。