[发明专利]一种基于两性配体的铅的金属-有机框架材料及其制备方法和在荧光检测中的应用

说明书

一种基于两性配体的铅的金属‑有机框架材料及其制备方法，包括：将H₃cbdcpCl和Pb(NO₃)₂加入由去离子水、乙腈和甲醇组成的混合液中，混合均匀后于反应釜中加热反应一段时间，得到黄色菱形透明晶体，即铅的金属‑有机框架材料。本发明的铅的金属‑有机框架材料是一类由两性配体构筑的具有三维SrAl₂拓扑结构的新型三维金属‑有机框架，具有良好的水稳定性，可在水体环境中使用，且性质稳定，可在空气中长期存放。本发明的合成方法简单快捷，成本低，产率高，可重复性高，易于量产和普及使用。本发明的铅的金属‑有机框架材料在紫外光‑可见光区具有很强的荧光发射，适用于水污染领域中的荧光检测，并能够通过荧光强度的变化选择性检测污水中的Cr₂O₇^2‑,CrO₄^2‑和Fe³⁺离子。

技术领域

本发明涉及金属-有机框架材料，具备涉及一种基于两性配体的铅的金属-有机框架材料及其制备方法和在荧光检测中的应用。

背景技术

近年来，发光金属-有机框架材料因其在荧光检测等方面的广泛应用前景受到国内外研究学者的广泛关注。与传统的检测手段如色谱分析法、电感耦合等离子体质谱法和原子吸收光谱法相比，荧光检测法具有操作简单、检测时间短、检测成低等特点。在国内外学者的一致努力下，一些用于环境污染物的发光金属-有机框架材料应运而生。这些材料被广泛应用于重金属离子检测、污染性无机离子检测、硝基苯类爆炸性物质检测、易挥发性有机污染物检测和持久性有机污染物等的检测方面。

正六价的铬通常以水溶性的Cr₂O₇^2-和CrO₄^2-的形式存在于工业废水中。铬可以在人体内富集，并对人体产生致畸、致癌等危害。正因如此，美国环境保护局将铬划分为第一类致癌物。正三价铁是生物体内至关重要且必不可少的微量元素，在生物体内参与着氧气的运输、RNA和DNA合成时电子的转运功能。过量或者不足的Fe³⁺将会导致生物体机能的混乱和身体的疾病。例如，老年痴呆症、丁顿舞蹈病、帕金森综合征等疾病很可能与Fe³⁺在人体中的不正常分布导致的。鉴于Cr₂O₇^2-、CrO₄^2-和Fe³⁺的污染对人身体的危害，开发出能够同时检测出水体环境中的三种污染物的荧光检测剂将是我们亟待解决的问题。

但发光金属-有机框架材料作为荧光检测剂的广泛应用存在一定的局限，那就是通常金属-有机框架材料在水体环境中不能稳定的存在。因此，开发和制备出水体环境中稳定的发光金属-有机框架用于污染物的检测是具有突破性研发意义和应用价值的。

发明内容

本发明的目的在于一种新型的具有良好水稳定性的三维金属-有机框架材料及其制备方法与应用。

为实现上述发明目的，本发明的技术方案具体如下：

一种基于两性羧酸配体的铅的金属-有机框架材料的制备方法，包括：将两性配体H₃cbdcpCl和Pb(NO₃)₂加入由去离子水、乙腈和甲醇组成的混合液中，混合均匀后于反应釜中加热反应一段时间，得到黄色菱形透明晶体，清洗，过滤，晾干，得铅的金属-有机框架材料。

进一步的，所述H₃cbdcpCl和Pb(NO₃)₂的摩尔比为1：1。

进一步的，所述去离子水、乙腈和甲醇的体积比为5：1：1。

进一步的，所述反应釜为聚四氟乙烯反应釜，所述加热温度为120℃，所述反应时间为4天。