[发明专利]一种用于铁离子荧光检测的稀土有机框架材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种用于铁离子荧光检测的稀土有机框架材料及其制备方法，以含有甲氧基官能团的直线型二甲酸(L‑OCH₃)作为有机原料，与金属稀土盐进行水热反应，反应过程中有机配体的甲氧基官能团原位反应成了羟基官能团，并得到稀土有机框架材料。采用水热的制备方法，方法简单，产率高，制得的稀土有机框架材料可作为荧光探针与铁离子相互作用，使有机配体的荧光淬灭并产生Ln₂(L‑OH)₃‑Fe³⁺复合物的新荧光增强，且两峰的强度比与铁离子浓度具有较好的线性关系，可用于铁离子的比率型检测。

技术领域

本发明涉及一种金属有机框架材料，特别涉及一种用于铁离子荧光检测的稀土有机框架材料及其制备方法，属于有机材料技术领域。

背景技术

铁在水体、植物、土壤和生物体中广泛存在，并在生物化学过程中起到非常重要的作用。人体血液中血红蛋白的形成有赖于铁离子，它具有储存和输送氧的功能。人体缺铁会引起贫血症，而人体摄入过量的铁也会产生新陈代谢的混乱，并引发疾病。世界卫生组织规定饮用水中铁离子的浓度上限为0.3ppm,因此对铁离子进行有效且准确的检测相当重要。

目前对铁离子的主要检测方法有原子吸收光谱法、分光光度法、X射线荧光光谱法、电感耦合等离子体原子发射光谱法和电化学法等。这些方法具有较高的测定灵敏度，但存在操作费时、对样品的预处理较复杂和样品易损失等缺点。荧光探测作为一种新型的探测手段，相对于传统的铁离子检测方法，具有灵敏度较高、选择性较好、抗电磁干扰强、非接触测量和方便快捷等优点。

目前荧光探针根据响应的类型不同可以分为荧光增强型、荧光淬灭型和比率型荧光探针。而铁离子是非常高效的荧光淬灭剂，目前报道的铁离子荧光探针也大多属于荧光淬灭型，但此类探针的灵敏度容易受到探针材料浓度、微环境、激发光源稳定性和探测器稳定性等因素的影响。而比率型荧光探针通过不同发射峰的峰强比率实现自标定，从而可以进行精确的荧光检测。

发明内容

本发明制备的用于铁离子荧光检测的稀土有机框架材料为具有规则孔道的三维无限网络晶态材料，该稀土有机框架材料属于P21/n空间群，该材料中稀土离子和配体的羧酸氧形成Ln-O一维无限链，再通过桥连配体形成三维多孔结构。该稀土有机框架材料的化学式为Ln₂(L-OH)₃,其中L-OH为带有羟基官能团的直线型二甲酸有机配体；Ln为Eu³⁺，Tb³⁺，Er³⁺，Gd³⁺，Yb³⁺，Nd³⁺中的一种。

本发明的目的在于提供一种用于铁离子荧光检测的稀土有机框架材料及其制备方法，其具有稳定性好、抗干扰能力强、灵敏度高、检出限低的特点。

为实现上述目的，本发明的技术方案是采用以下步骤：

1)将稀土盐与含有甲氧基的直线型二甲酸有机配体(L-OCH₃)一起加入10mL水中，搅拌至混合均匀，得到混合悬浮液；

2)将步骤1)得到的混合悬浮液放入20mL水热釜中，在恒温烘箱120℃～170℃反应1～7天，水热反应过程中有机配体的甲氧基官能团原位反应成为羟基官能团，同时含有羟基官能团的直线型二甲酸有机配体和稀土离子产生配位反应，得到水热反应后的悬浮液；

3)将步骤2)得到的水热反应后的悬浮液自然冷却到室温，离心分离，分别用去离子水和无水乙醇清洗3～6次，得到含有羟基官能团的直线型二甲酸有机配体(L-OH)的稀土有机框架材料。

优选的，所述稀土盐为硝酸铕、硝酸铽、硝酸钆、硝酸铒、硝酸镱、硝酸钕中的一种。