[发明专利]一种多孔金属有机配合物及其制备方法和在检测氨气、氨水中的应用

说明书

本发明公开了一种多孔金属有机配合物及其制备方法和在检测氨气、氨水中的应用，该配合物的结构单元为[(CH₃)₂NH₂][Mg₃(OH)(DHBDC)₃(PTP)]，式中DHBDC代表脱去两个‑COOH上氢原子的2,5‑二羟基对苯二甲酸二价阴离子，PTP代表4'‑(4‑吡啶)‑4,2':6',4‑三联吡啶。本发明配合物能够对氨气和氨水选择性传感检测，其中检测氨气的浓度可实际达到5ppm，并且具有很好的线性关系；对氨水检测有明显的开关效应，氨水浓度为3ppm以上时，氨水浓度和荧光强度具有很好的线性关系，可实现氨水的定量检测。

技术领域

本发明涉及一种以2,5-二羟基对苯二甲酸为主要配体的多孔金属有机配合物，该配合物对氨气和氨水有很好的传感性能，可以作为探针检测不同状态的氨。

背景技术

氨气作为在工业生产中广泛使用和排出来的气体，具有很强的刺激性气味、腐蚀性和毒性，美国职业安全与健康管理局建议25ppm的氨气浓度作为浓度极限，而300ppm的氨气浓度则可能很大程度的影响健康，因此，对氨气的探测或者传感在汽车行业、环境部门、医药行业及化工厂等领域具有重要的意义。还有重要的一点是，人的鼻子对于低浓度的氨气很难闻到，而高浓度的氨气则能够很快闻到，所以，对于低浓度氨气的探测在众多领域中有着非常实用的价值。

配位聚合物作为最具有应用前景的一种晶体材料，可以通过合理的选择金属离子和有机配体，对反应的影响因素进行调控，达到预测和设计一些特殊性能和结构的配位聚合物。特别是，一些开放孔结构中存在的一些功能团能够通过静电、路易斯酸碱作用、氢键等加强该类材料的传感性能。

发明内容

本发明目的在于提供一种以2,5-二羟基对苯二甲酸为主要配体的多孔金属有机配合物，以及该配合物的制备方法，并为该配合物提供新的应用。

针对上述目的，本发明所采用的多孔金属有机配合物的结构单元为[(CH₃)₂NH₂][Mg₃(OH)(DHBDC)₃(PTP)]，式中DHBDC代表脱去两个-COOH上氢原子的2,5-二羟基对苯二甲酸二价阴离子，PTP代表4'-(4-吡啶)-4,2':6',4-三联吡啶；该配合物属于六方晶系，P6(3)/mmc空间群，晶胞参数为α＝90°，β＝90°，γ＝120°。

上述多孔金属有机配合物的制备方法为：将硝酸镁、2,5-二羟基对苯二甲酸、4'-(4-吡啶)-4,2':6',4-三联吡啶按摩尔比为1:0.5:0.5～1加入甲酸与N,N-二甲基乙酰胺、N,N-二甲基丙烯基脲体积比为1:4～8:1～4的混合液中，搅拌均匀，在密闭条件下125～135℃恒温静置反应4～6天，得到多孔金属有机配合物。

本发明多孔金属有机配合物对氨气和氨水有很好的传感性能，可作为探针用于氨气和氨水的检测。

采用本发明多孔金属有机配合物检测氨气的方法为：将多孔金属有机配合物旋涂于Ag-Pd电极陶瓷基底片，采用气敏检测仪对不同浓度氨气进行检测，绘制氨气浓度随相对阻值变化的标准曲线；然后检测待测氨气样品的相对阻值，结合标准曲线的线性方程即可得到待测氨气样品的浓度。

采用本发明多孔金属有机配合物检测氨水的方法如下：

1、将多孔金属有机配合物均匀分散于N,N-二甲基乙酰胺中，配制浓度为0.1～0.25mg/mL的配合物悬浊液，然后向所得悬浊液中滴加待测氨水样品，采用荧光分光光度计在最大激发波长362nm的激发下进行检测，若其最大发射峰在505nm处，说明待测氨水样品中氨水的浓度小于3ppm；若其最大发射峰在540nm处，说明待测氨水样品中氨水的浓度为3ppm以上；

2、对于氨水浓度为3ppm以上的待测氨水样品，再按下述步骤进行检测：