[发明专利]一种在水中具有多重荧光识别功能的锌金属－有机框架及其制备方法和应用

说明书

本发明的目的是提供一种在水中具有多重荧光识别功能的锌金属‑有机框架，对Ni2+、Zn2+、Co2+和Mn2+离子展现出良好的荧光增强效应，其中Ni2+离子导致荧光增强约3倍，Zn2+与Co2+离子导致荧光增强约2倍；对金属离子Cu2+、Fe3+、Fe2+、MnO4‑和Cr2O72‑离子具有良好的荧光猝灭效应，水稳定性好，可以作为金属离子和阴离子的荧光检测材料；金属离子锌与有机桥联配体tib，通过形成配位键自组装得到锌金属‑有机框架Zn‑tib，其结晶于三斜晶系，空间群轴长轴角α＝63.869(4)°，β＝69.788(5)°，γ＝71.882(5)°，进一步地，锌金属‑有机框架是基于Zn‑tib‑SOsubgt;4/subgt;supgt;2‑/supgt;组成构筑的二维层状结构，层间的堆叠作用进而形成三维堆积结构。

技术领域

本发明属于化学分析检测技术领域，具体涉及一种在水中具有多重荧光识别功能的锌金属-有机框架及其的制备方法和及应用。

背景技术

重金属污染是危害人类健康的重大因素之一。Fe³⁺离子作为人体含量较高的金属元素，但在工业生产中会产生大量的Fe³⁺，高浓度的Fe³⁺离子会给人类健康带来极大危害；Cu²⁺离子主要是来自于铜锌矿的开采和冶炼、电镀、制造业等产生的Cu²⁺离子，长期置身于高浓度的Cu²⁺离子环境中，会给人体肾脏给来不可逆转的伤害；Ni²⁺离子主要来源于渡镍工业和金属加工业，高浓度的Ni²⁺离子会引发癌症，并会随着食物链回到人类口中，极大危害人类健康。另外，阴离子污染也极大威胁人类健康。KMnO₄作为一种氧化剂，被广泛应用于工业化生产中，因此会产生大量的MnO₄^-污染物，误服高浓度的MnO₄^-会导致恶心呕吐，甚至会威胁生命安全；Cr₂O₇^2-离子毒性大，且会引发癌症。因此，对于重金属离子及阴离子的检测非常有必要。

荧光探针具备制备方便、操作简单、灵敏度高、抗干扰能力强等优点而备受关注。近几十年来，荧光探针被广泛应用于检测各种环境中的有毒气体、金属离子、抗生素和有机溶剂等。

金属-有机框架作为一种新兴的多功能材料，由于其多孔性及高比表面等优点在荧光检测方面得到广泛应用。目前急需找到一种荧光增强效应好，能产生荧光猝灭效应，稳定性较强的用于荧光探针的多功能材料。

发明内容

本发明的目的是提供一种具有荧光效应的金属-有机框架材料，该金属-有机框架对Ni²⁺、 Zn²⁺、Co²⁺和Mn²⁺离子展现出良好的荧光增强效应，其中Ni²⁺离子导致荧光增强约3倍，Zn²⁺与Co²⁺离子导致荧光增强约2倍；对金属离子Cu²⁺、Fe³⁺、Fe²⁺、MnO₄^-和Cr₂O₇^2-离子具有良好的荧光猝灭效应，水稳定性好，可以作为金属离子和阴离子的荧光检测材料，以期在环境保护和人体健康方面发挥重要作用。

本发明上述目的通过以下技术方案实现：

一种在水中具有多重荧光识别功能的锌金属-有机框架，其特征在于金属离子锌与有机桥联配体tib，通过形成配位键自组装得到锌金属-有机框架Zn-tib，其结晶于三斜晶系，空间群为轴长轴角α＝63.869(4)°，β＝ 69.788(5)°，γ＝71.882(5)°，tib配体化学结构式示意如下：