[发明专利]钡-有机配位聚合物、其制备方法及其在离子检测和绿光复合膜制备中的应用

说明书

本发明涉及主族金属和先进功能材料领域，具体涉及钡‑有机配位聚合物、其制备方法及其在离子检测和绿光复合膜制备中的应用。该钡‑有机配位聚合物，其化学组成为{[Ba(tpc)₂(H₂O)₂]}_n，tpc^‑是Htpc脱去一个质子的组分，Htpc的结构式如式III所示，Ba²⁺与tpc^‑和H₂O的配位方式如式I，tpc^‑与Ba²⁺的配位方式如式II所示；其可用于Cu²⁺、Zn²⁺、等金属离子的检测，其还可应用在绿光复合膜的制备中应用。该聚合物的制备以Htpc、BaCl₂·2H₂O和HNO₃为原料，以DMF、乙腈和水为混合溶剂，采用溶剂热法制备，方法简单高效，产率可达71％，合成的样品纯度较高。

技术领域

本发明涉及主族金属和先进功能材料领域，具体涉及钡-有机配位聚合物、其制备方法及其在离子检测和绿光复合膜制备中的应用。

背景技术

钡和其它碱土金属一样，在地球上分布广，地壳中的平均值约是0.02％，最常见的矿物是硫酸钡(重晶石)和碳酸钡，重晶石在中国的湖南、广西、山东等地都有较大的矿床，重庆市城口县有亚洲第一的碳酸钡矿床，并于2015年7月建成国内首个绿色锰钡新材料联合实验室。

钡及其化合物被广泛应用于制备在电子、陶瓷、医学、石油等领域的颜料、烟火和信号弹、光学玻璃、杀鼠药、陶器、制革、瓷器、填料、水澄清剂等。例如，单质及合金可用于除去真空管和显像管中的痕量气体；钡的化合物用于制造烟花中的绿色，硫酸钡是胃肠道检测常用的造影剂；硝酸钡与氯酸钾、镁粉、松香混合，可以用来制造信号弹与烟火，可溶性的钡化合物常用作杀虫剂。利用硫酸钡不溶于硝酸等溶剂的特性，从其他无机或有机钡盐中回收钡比较容易，因此钡具有可重复利用的优越性。

配位聚合物一般是指金属阳离子与官能有机体相连的结构，是具有重复的一维、二维或三维延伸的配位实体，在耐热与耐溶剂性方面，配位聚合物比纯有机物更稳定。配位聚合物涉及多个学科和应用领域，例如化学、生物学、材料科学、药理学等，其在过去的几十年里一直被广泛的研究。荧光配位聚合物，其配体常为发色有机官能体，能吸收光能，在光电器件或作为荧光传感器或探针方面的应用研究得到人们的广泛关注。聚合物中，由于配体与金属中心配位，配体的荧光相较于单独游离的有机体会发出强度较强的荧光，因此荧光配位聚合物具有应用于发光二极管(LED)器件设计的潜力。

发明内容

本发明提供一种钡-有机配位聚合物，该钡-有机配位聚合物可用于Cu²⁺、Zn²⁺、Ni²⁺、Co²⁺、Cr³⁺、In³⁺等金属离子的检测，其在紫外光的激发下可发出绿色荧光，使其可应用于绿色荧光复合膜的制备。

该钡-有机配位聚合物，其化学组成为{[Ba(tpc)₂(H₂O)₂]}_n，其中，所述tpc^-是Htpc脱去一个质子的组分，Htpc的结构式如式III所示，Ba²⁺与tpc^-和H₂O的配位方式如式I，tpc^-与Ba²⁺的配位方式如式II所示，

进一步的，所述钡-有机配位聚合物中，每个Ba²⁺与4个tpc^-的羧基氧配位，并与另2个H₂O共同形成BaO₈八配位模式；每个tpc^-通过O桥联2个Ba²⁺。