[发明专利]基于羧酸配体的三维多功能荧光型锌配合物及其在酸/碱条件下水污染检测中的应用

说明书

一种基于羧酸配体的三维多功能荧光型锌配合物及其在酸/碱条件下水污染检测中的应用，该锌配合物的分子式如下：[Zn₂(3‑dpyb)(H₄odpa)(H₂O)₂]·2H₂O，其中3‑dpyb为N,N′‑双(3‑吡啶甲酰胺)‑1,4‑丁烷；H₄odpa为4,4′‑氧二邻苯二甲酸。以硝酸锌、N,N′‑双(3‑吡啶甲酰胺)‑1,4‑丁烷和4,4′‑氧二邻苯二甲酸为原料在120℃下进行水热合成，得到配合物。该配合物可在酸性或碱性环境下稳定性好，可以有效检测金属阳离子、含氧阴离子和有毒有机溶剂，具有灵敏度高，选择性好的特点。

技术领域

本发明属于荧光分析材料合成领域，特别涉及一种基于羧酸配体的三维多功能荧光型锌配合物及其在酸/碱条件下水污染检测中的应用。

背景技术

环境污染问题对自然环境和人类健康的威胁日益增加，尤其是化学污染物所带来的水污染问题一直受到人们的重视。而水污染问题，尤其是工业水污染，也一直是人们所关注的焦点。其中，重金属阳离子、含氧阴离子、有毒有机溶剂是工业废水中主要的污染物。而这些污染物溶解在水中会导致水溶液呈现出不同的pH，大多数金属离子与人体的健康是密切相关的(如Fe³⁺、Bi³⁺)。然而，一旦这些元素摄入不足或过量，就会导致系统的严重紊乱，甚至危及生命。此外，绝大多数含氧阴离子(如Cr₂O₇^2-、MnO₄^-等)对人体有害的，特别是含有Cr⁶⁺的含氧阴离子是强致癌物，可引起畸形，而过量的MnO₄^-也会引起一系列疾病甚至死亡。因此，对水中有害的重金属离子以及含氧阴离子进行灵敏检测是非常有必要的。众所周知，常见的有机小分子也是与工业生产密不可分的重要工业原料，其中大部分都可以被广泛的用作有机合成中间体和萃取分析试剂。然而，这些有机溶剂几乎都是有毒的并且会对人体造成极大危害。例如：乙酰丙酮(简称Hacac)由于其很强的挥发性，在空气中不仅易燃易爆，而且一旦人大量吸入后会引起头晕、神志不清或呕吐；乙醛(简称AH)是一种强致癌物质，过度吸入该物质或长期暴露在含有该物质的环境下会导致精神错乱、幻觉和精神损失等不良后果；硝基苯(简称NB)是一种简单的硝基芳香族化合物，并广泛应用于苯胺、染料、炸药、农药的合成中，并且它与乙醛的危害相似，具有高毒性和致癌性。因此，如何有选择性地、快速地、灵敏地、稳定地检测这些污染物会是一个关键性的问题。

目前为止，已探索了分光光度法、色谱法、质谱法、红外与紫外光谱法等污染分析方法。然而，昂贵的仪器和复杂的步骤严重阻碍了这些方法的实际应用，同时，污染物存在条件相对较为复杂，且溶解在水中后通常会导致水溶液呈现出不同的酸碱性，这就使得在检测的过程中检测物需要耐酸碱腐蚀，这极大地增加了对检测物的要求，因此人们仍然希望寻找稳定性高、易操作的替代方法。

荧光型金属-有机框架(LMOFs)因其具有出色的灵敏度、高选择性、易操作性以及在固体和溶液介质中的双重兼容性，可以实现对分析物的高效的荧光响应，从而可以快速有效地检测某些隐形污染物。该类材料还拥有无污染、可循环利用等优势，因此备受人们青睐。到目前为止，人们已经投入大量精力来寻求具有传感性能出色的不同类型的LMOFs材料，这些LMOFs材料主要基于过渡金属离子(例如Zn²⁺、Cd²⁺等)和一些发光配体。然而，目前所报道的大多数LMOFs作为化学传感器在水中很容易失去稳定性或不能长期存在于酸/碱性溶液中，从而极大地限制了LMOFs材料在实际中的应用。因此，合成性能优异、检测范围广且稳定的LMOFs仍然是水污染检测领域中需要亟待解决的热点和难点问题。

综上，合成一种具有可在酸/碱溶液中稳定存在且可进行污染物高效快速检测的LMOFs是具有十分重要的意义。

发明内容