[发明专利]一种基于喹啉功能化柱[5]芳烃的金属配位凝胶及其制备与应用

说明书

本发明提供了一种基于喹啉功能化柱[5]芳烃金属配位凝胶，是将5‑羟基喹啉功能化柱[5]芳烃与与银离子配位形成金属凝胶PQ‑AG，该金属凝胶可多通道，超灵敏检测肼/水合肼。将该凝胶充分暴露在肼/水合肼蒸汽中，PQ‑AG的荧光颜色由蓝色到荧光猝灭，裸眼条件下PQ‑AG由白色凝胶变为黑色凝胶。这是由于肼/水合肼接触金属凝胶后破坏了PQ5与Ag⁺的配位作用，导致凝胶塌陷，荧光颜色及裸眼下凝胶颜色发生变化，从而实现对肼/水合肼的超灵敏检测，检测限可达到2.68×10^‑8M。

技术领域

本发明涉及一种基于喹啉功能化柱[5]芳烃的金属配位凝胶及其制备方法；本发明同时涉及该金属配位凝胶在检测肼/水合肼中的应用，属于化学合成领域及有毒气体检测领域。

背景技术

肼/水合肼作为一种重要的精细化工原料，主要用于合成发泡剂；也用作锅炉和反应釜的脱氧和脱二氧化碳的清洗处理剂；在医药工业中用于生产抗结核、抗糖尿病的药物；在农药工业中用于生产除草剂、植物生长调和剂和杀菌、杀虫、杀鼠药；此外它还可用于生产火箭燃料、重氮燃料、橡胶助剂等。但肼/水合肼不仅会造成水体污染，而且接触肼/水合肼蒸气，刺激呼吸道，引起头晕、恶心和中枢神经系统兴奋，刺激眼睛可致永久性损害，并且具有致癌性。目前，关于检测肼/水合肼检测方法的报道有气相色谱法、荧光分析法、希夫碱反应法等。常用的仪器检测方法价格昂贵，操作不便；而且，已经开发出了用于检测肼/水合肼的检测方法，大多数只能在溶液中进行检测。因此，迫切需要开发多种方法同时检测肼/水合肼的新型材料。近年来，随着刺激响应凝胶的发展，特别是金属凝胶因其作为生物和化学探针以及在许多其他领域的潜在应用而受到广泛关注。

由于对有毒气体的检测人类健康和环境保护至关重要。本发明报道了一种将喹啉功能化柱[5]芳烃与银离子配位形成金属凝胶。该凝胶可以通过裸眼，荧光检测肼/水合肼，具有方便快捷，且检测限低的优点。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于喹啉功能化柱[5]芳烃的金属配位凝胶及其制备方法；

本发明的另一目的是提供该金属配位凝胶在检测肼/水合肼中的应用。

一、金属配位凝胶

本发明基于喹啉功能化柱[5]芳烃的金属配位凝胶，分子式为[AgC₆₉H₇₂N₂O₁₂]⁺_n，其结构式为：

该金属配位凝胶是依靠弱相互作用力形成的配位聚合物凝胶，是一个无限链结构。

本发明基于喹啉功能化柱[5]芳烃的金属配位凝胶的制备方法，是将主体分子5-羟基喹啉功能化柱[5]芳烃PQ5加入DMSO和H₂O混合液中，再加入Ag⁺，加热至120℃，静5分钟，冷却至室温，即得到白色的金属配位凝胶PQ-AG。其中，5-羟基喹啉功能化柱[5]芳烃和Ag⁺的摩尔比为1:1.5~1:2.5。DMSO和H₂O混合液中，水的体积含量为15%~25%。

5-羟基喹啉功能化柱[5]芳烃的结构式为：

5-羟基喹啉功能化柱[5]芳烃的合成参考文献：Y. Jia, J. - P. Hu, L.-R.Dang, H. Yao, B. B. Shi, Y.-M. Zhang, T.-B. Wei, and Q. Lin,  ACS Sustainable Chem. Eng. 2021, 9, 48, 16203-16209。