[发明专利]一种用于检测硝基爆炸物的微孔锌配位聚合物

说明书

本发明公开了一种用于检测硝基爆炸物的微孔锌配位聚合物,微孔锌配位聚合物的化学式为[Zn₂(TCBPE)(Bpb)]，其中TCBPE为平面四羧酸配体，Bpb为双吡啶配体，微孔锌配位聚合物为双重互穿的层状柱结构，双核金属锌与TCBPE配体形成二维层状结构，二维层状结构中的双核金属锌与Bpb配体连接形成三维微孔结构。本发明采用上述结构的一种用于检测硝基爆炸物的微孔锌配位聚合物，两种配体含有多个苯环，具有比较大的共轭体系，具有较强的荧光发色基团，荧光性能优异，微孔锌配位聚合物的孔径合适，水稳定性好，有选择性的对水中的硝基爆炸物进行检测。

技术领域

本发明涉及金属有机框架技术领域，特别是涉及一种用于检测硝基爆炸物的微孔锌配位聚合物。

背景技术

荧光传感器被认为是检测硝基爆炸物的有效方法，相对于传统的检测方法来说，具有操作简单、节能、高效等优点。虽然在这方面已经取得了一些进展，但在实际应用中仍然需要付出很大的努力，开发这些方法的挑战在于材料的选择，这些材料应该对被检测的分子作出敏锐的反应。在这种要求下，由金属离子或金属团簇和有机配体通过配位键构成的MOFs应运而生，由于其具有特殊的电子和光学性质、永久孔隙率、高比表面积以及易于裁剪的结构和功能，通过配体修饰可以将各种荧光团合理地引入到MOFs的孔中，这使得它们在不损失孔隙率的情况下显示出优异的荧光性能。因此，使用MOFs的选择性检测特定化学物质，是一件十分切实可行的事情。

一些MOFs材料已被探索用于爆炸物的检测并显示出良好的检测能力和选择性，然而大多数是在有机溶剂而不是水中检测的。目前使用MOFs作为荧光传感材料来检测水中硝基爆炸物的报道还比较少，因此需要开发出一种孔径合适，水稳定性好，荧光性能优异的传感材料来对水中的硝基爆炸物进行检测。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于检测硝基爆炸物的微孔锌配位聚合物，以解决上述MOFs作为荧光材料大多在有机溶剂中检测硝基爆炸物的问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种用于检测硝基爆炸物的微孔锌配位聚合物，所述微孔锌配位聚合物的化学式为[Zn₂(TCBPE)(Bpb)]，其中TCBPE为平面四羧酸配体，Bpb为双吡啶配体。

优选的，所述TCBPE为四(4-(4-羧苯基)苯基)乙烯，所述Bpb为1,4-二(吡啶-4-基)苯。

优选的，所述微孔锌配位聚合物的结构单元属于单斜晶系，空间群为P2₁/m，晶胞参数为α＝β＝γ＝90°。

优选的，所述微孔锌配位聚合物为双重互穿的层状柱结构，双核金属锌与TCBPE配体形成二维层状结构，所述二维层状结构中的双核金属锌与Bpb配体连接形成三维微孔结构。

优选的，所述微孔锌配位聚合物具有多级孔道贯穿的三维结构，沿a方向的孔道尺寸大于沿b方向的孔道尺寸和沿c方向的孔道尺寸，所述沿a方向的孔道尺寸为1.37×0.37nm。

一种微孔锌配位聚合物的制备方法，包括以下步骤，

(1)将有机配体TCBPE，Bpb，硝酸锌，硝酸加入到N,N-二甲基甲酰胺以及甲醇的混合溶剂中，得到混合溶液；

(2)将步骤1中的所述混合溶液通过溶剂热反应得到浅黄色块状单晶，然后用DMF洗涤，干燥，得到所述微孔锌配位聚合物。

进一步的，所述有机配体TCBPE和所述Bpb摩尔比为1:1～1:1.5。

进一步的，所述有机配体TCBPE与所述硝酸锌的摩尔比为1:1.5～1:3。

进一步的，所述溶剂热反应的温度为60～80℃，反应时间为1-5天，然后降到室温过滤、干燥。

一种微孔锌配位聚合物的应用，所述微孔锌配位聚合物主要应用于检测水中的硝基爆炸物。