[发明专利]一种金属有机框架-聚醚砜复合膜在低分子有机胺类检测中的应用

说明书

本发明提供了一种金属‑有机框架聚合物复合膜材料对痕量低分子有机胺类的检测方法。该方法利用被检测物低分子有机胺类与复合膜中的金属‑有机框架相互作用，引起膜荧光强度随有机胺浓度梯度升高而不断下降，实现对水中的低分子有机胺的高效传感检测，具有快速、简便、灵敏度高、可循环再生等优点。

技术领域

本发明涉及一种金属有机框架聚合物复合膜材料在低分子有机胺类检测中的应用。

背景技术

近年来，环境污染问题日益引发重视，人们十分关注环境中有害物质的检测。有机胺类物是当今环境保护及治理的一大难题。由于工业废气、废水的排放，有机胺类物质普遍存在于自然界中，经过水体的稀释浓度被降低，甚至难以检测，但其会随着食物链转移逐渐在人体内富集，严重时还会对人体造成致命伤害。因此，采取有效措施控制水体中有机胺类物质含量非常有重要。目前，针对痕量有机胺的检测技术主要有分光光度法、高效液相色谱法、离子色谱法、气相色谱法等，但这些方法大多存在仪器昂贵、携带不便、操作复杂、耗时长等问题，因此研究痕量有机胺的经济、快速、高效的检测方法意义重大。

金属-有机框架材料(MOFs)是一类由金属离子或金属簇与有机配体，通过自组装形成的具有三维周期网络结构的新型有机-无机杂化材料。MOFs具有超高的比表面积和孔隙率、可调节的结构与孔径大小、开放的金属位点等优点，在气体存储、药物运输、催化、传感检测等领域中均有应用。MOFs材料的有机配体大多为含刚性环类(苯环、杂环等)或富电子π共轭结构，赋予了其独特的光致发光性质，通过改变配体类型及配位状态的变化、孔腔中吸附的多种原子/分子/离子等物种与骨架结构间的主-客体相互作用，均能够对MOFs材料的荧光特性产生影响，因此是荧光传感器的理想选择，引起人们的日益关注。

通过将MOFs材料制备成膜，应用于液相中各种目标物的检测，可简化测试操作方法及步骤，达到快速有效灵敏检验目标物质的目的。基于以上分析，本发明公布了一种聚合物膜支撑的1，3，5-苯三羧酸作为有机配体与金属铜离子构筑的金属有机框架膜材料在低分子有机胺类物质检测中的应用。

发明内容

本发明公布了一种聚合物膜支撑的1，3，5-苯三羧酸作为有机配体与金属铜离子构筑的金属有机框架膜材料在低分子有机胺类物质检测中的应用，该检测方法操作简单，反应快速，灵敏度高，为高效便捷地检验水体中低分子有机胺类污染物打下实验基础。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

本发明采用溶剂热法制备由1，3，5-苯三羧酸和铜盐构建的金属-有机框架，具体制备过程为：将市售聚醚砜膜泡入一定量丙烯酸、硫酸亚铁铵、去离子水、乙醇制备的溶液中4-6小时。然后移入紫外灯下辐射5-15分钟。将Cu(NO₃)₂·3H₂O、有机配体、乙醇和水的混合物置于聚四氟乙烯内衬中，放入上述改性的聚醚砜膜，在90-120℃下恒温反应3天，然后自然冷却至室温，所得复合膜用乙醇洗涤，室温下干燥待用。

本发明的金属-有机框架聚合物复合膜材料对低分子有机胺如N，N-二甲基甲酰胺，N，N-二甲基乙酰胺，N-甲基-2-吡咯烷酮，甲胺和二甲胺进行了荧光传感的检测，发现其对N，N-二甲基甲酰胺有最敏感的检测效果。

本发明的金属-有机框架聚合物复合膜材料快速检验有机胺的方法以N，N-二甲基甲酰胺为例，具体实施过程为：

制作荧光强度和物质浓度的标准工作曲线：首先测定N，N-二甲基甲酰胺不存在时传感材料的荧光强度F₀，然后加入梯度变化的物质浓度的N，N-二甲基甲酰胺，测定N，N-二甲基甲酰胺存在时传感材料的荧光强度F，当N，N-二甲基甲酰胺浓度增大到80ppm时，复合膜在469nm处的荧光淬灭程度达最大，为48.74％。

同理对N，N-二甲基乙酰胺，N-甲基-2-吡咯烷酮，甲胺和二甲胺的检测效果如下附图所示。

本发明的有益效果