[发明专利]一种铕基金属有机框架六棱片及其制备方法与应用

说明书

技术领域

本发明属于金属有机框架材料技术领域，具体涉及一种铕基金属有机框架六棱片及其制备方法与应用。

背景技术

金属有机框架（MOF）材料是一种由金属离子或者金属簇与有机配体通过配位作用组装而成的多孔材料。这种材料有很多优点，比如结构和功能可调、大的比表面积和高度有序的孔隙。当通过一些手段使得金属有机框架材料的尺度降低到纳米级别的时候，即可得到一种新型的功能材料即纳米金属有机框架材料。近年来，二维金属有机框架纳米材料由于其特殊的物理化学性质得到了广泛的关注，可以应用在如光电材料，气体分离、能量存储等多个领域。目前可以用来合成二维金属有机框架纳米材料的方法主要有自上而下和自下而上两种方法。自上而下法是将金属有机框架材料分散在有机溶剂或者水中，在外力如超声的作用下剥离得到二维纳米材料（A. Gallego, C. Hermosa, O. Castillo, I. Berlanga, C. J. Gomez-Garcia, E. Mateo-Marti, J. I. Martinez, F. Flores, C. Gomez-Navarro, J. Gomez-Herrero, S. Delgado, F. Zamora, Adv. Mater. 2013, 25, 2141; P.-Z. Li, Y. Maeda, Q. Xu, Chem. Commun. 2011, 47, 8436）。这种方法又称为剥离法，得到的纳米材料形状不规则、产量低、不稳定且易聚集。自下而上法利用表面活性剂自组装形成的胶束作为一种模板来约束二维材料的生长（S. C. Junggeburth, L. Diehl, S. Werner, V. Duppel, W. Sigle, B. V. Lotsch, J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 6157）。目前这种方法得到的二维纳米片形状不规则且易聚集。

发明内容

解决的技术问题：本发明的目的是克服现有技术的不足而提供一种铕基金属有机框架六棱片及其制备方法与应用，所得到的铕基金属有机框架六棱片形状规则、单分散性良好，可应用于爆炸物检测。

技术方案：

一种铕基金属有机框架六棱片，其化学式为：Eu₂C₁₉H_(14+2x)O_(8+2x)，其中x为0～7。

进一步地，所述铕基金属有机框架六棱片的厚度为80～300nm，边长为300nm。

所述铕基金属有机框架六棱片的制备方法，包括以下步骤：

步骤1，将六水合硝酸铕（Eu(NO₃)₃·6H₂O）、9,9-二甲基芴-2,7-二羧酸（H₂MFDA）以及十二烷基硫酸钠（SDS）加入到N, N-二甲基甲酰胺（DMF）、无水乙醇和水的混合溶剂中，搅拌至溶解；

步骤2，将步骤1所得溶液转移至高压釜中，并在高压釜中加入基片，密封；

步骤3，将高压釜转移至60℃烘箱中，反应24～72 h，静置冷却；

步骤4，取出基片，在混合溶剂中浸渍后再经混合溶剂冲洗，晾干，得到铕基金属有机框架六棱片。

进一步地，步骤1中混合溶剂中N, N-二甲基甲酰胺、无水乙醇、水的体积比为5~7:2~4:1~3。

进一步地，步骤1中六水合硝酸铕、9,9-二甲基芴-2,7-二羧酸和十二烷基硫酸钠的浓度比为2~4:2~4:1~2。

进一步地，步骤2中高压釜的内衬为聚四氟乙烯材料。

进一步地，步骤2中基片为单晶Si片、镀SiO₂层的单晶Si片或者石英片中的一种。

所述铕基金属有机框架六棱片在检测2,4,6-三硝基苯酚和2,4-二硝基甲苯爆炸物中的应用。

有益效果：

1. 通过溶剂热这种简单易行的方法，在表面活性剂和基片协同作用下得到了形状规则且均一的铕基金属有机框架六棱片；

2. 以SDS作为表面活性剂，采用单晶Si片、镀SiO₂层的单晶Si片或者石英片中任意一种作为基片，都可以得到该铕基金属有机框架六棱片；

3. 该铕基金属有机框架六棱片制备的薄膜，可用于检测2,4,6-三硝基苯酚（PA）和2,4-二硝基甲苯（2,4-DNT）爆炸物。

附图说明