[发明专利]基于稀土有机框架结构的荧光材料及其制备方法与应用

说明书

本发明公开了一种基于稀土有机框架结构的荧光材料及其制备方法与应用，本发明公开的稀土有机框架材料具有长程有序的晶体结构，且本发明以含有偶氮和水杨酸官能团的药物分子奥沙拉秦钠作为有机原料，与金属稀土盐进行溶剂热反应得到稀土有机框架材料。本发明采用溶剂热法制备，不仅方法简单、反应温度低及产率高，而且所制得的稀土有机框架材料具有规则的孔道和稀土离子的特征荧光，并且材料的化学稳定性和热稳定性较好，可用于荧光检测材料等领域。

技术领域

本发明属于金属有机框架材料技术领域，涉及一种稀土金属有机框架材料，特别涉及一种基于稀土有机框架结构的荧光材料及其制备方法与应用。

背景技术

金属-有机框架材料(Metal-Organic Frameworks,简称MOFs)研究的兴起是近二十年来无机化学领域的重大突破。MOFs材料是一种新型的有机-无机杂化材料，是由金属中心或者金属簇作为中心节点，将其与有机桥连配体通过配位键自组装连接而成的高度结晶化的多孔材料。与传统的有机和无机材料相比，MOFs材料具有组分和结构的多样性及可调性、多孔及高比表面积特性、毒性低、生物相容性好、优异的热稳定性及化学稳定性的优点，因而在气体吸附与分离、生物及环境的荧光探测等领域展现出诱人的应用前景。因此，开发具有功能多样性的MOFs以及复合MOFs材料，并应用于不同领域，将极大地促进学科间的相互发展。

稀土离子的电子壳层是逐渐展现[Xe]4fn的电子填充构型，由于这些f层电子受外层5s25p6电子的屏蔽作用，因此外界环境对它们的发光影响比较小，同时，4f-4f的电子跃迁所产生的特征发光谱狭窄，具有很高的分辨率，在探测方面具有优势。但由于稀土离子的f-f跃迁是跃迁禁阻的，因而其摩尔吸光系数很小，直接吸收光的能力很弱，一般采用具有生色团的有机分子来与稀土离子螯合，通过共振耦合把吸收的能量传递给稀土离子，敏化稀土离子发光，这个过程称为“天线效应”。

天线效应的过程可以简单形容为三步：有机配体吸收光、有机配体传能给稀土、稀土发射光。有效的天线效应传能过程取决于有机配体的合理选择，并且有机配体的三重态能量应该高于或者等于稀土离子的共振能级，这样才能高效传能而避免能量回传。将稀土组分作为功能修饰策略引入MOFs材料的重要应用之一是荧光探针和传感应用，并利用稀土发光对环境的敏感性实现对周围环境的探测，其中包括温度探针、结构探针、pH探针和小分子及离子探针等荧光探测研究。

此外，奥沙拉秦钠是一种治疗溃疡性结肠炎的药物，主要用于治疗急性及慢性溃疡性结肠炎。由于奥沙拉秦钠分子具有苯环的刚性结构；同时还含有两个水杨酸基团，即存在羧基和羟基作为潜在的配位点可以和稀土离子发生配位，所以奥沙拉秦钠分子也是一个合适的稀土有机框架材料的有机配体。但目前，以奥沙拉秦钠作为有机配体构建稀土有机框架材料的研究尚在起步阶段。

因此，如何开发一种稳定性好及可用于定量检测金属离子的基于稀土有机框架结构的荧光材料是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是针对现有技术中存在的问题，提供一种稳定性和生物相容性好的基于稀土有机框架结构的荧光材料。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种基于稀土有机框架结构的荧光材料，所述基于稀土有机框架结构的荧光材料的结构式为[Ln₂(osa)₃]_n·n[(DMF)₇]；

式中，Ln₂osa₃为金属有机框架部分，且osa为含有偶氮和水杨酸官能团的药物分子奥沙拉秦钠，也被称作3,3-偶氮双(6-羟基-苯甲酸)二钠盐，结构式如下：