[發明專利]一種金屬有機框架材料及其制備方法及應用

有效

• 申請號: 201611025336.9
• 申請日: 2016-11-22
• 公開（公告）號: CN106749348B
• 公開（公告）日: 2018-10-30
• 發明（設計）人: 卜顯和;劉曉靜;陳榮英;徐佳麗
• 申請（專利權）人: 南開大學
• 主分類號: C07F3/06
• 分類號: C07F3/06;C09K11/06;G01N21/64
• 代理公司: 天津佳盟知識產權代理有限公司 12002
• 代理人: 侯力

本發明公開了一種金屬有機框架材料及其制備方法及應用，涉及金屬有機框架材料合成技術領域，具體涉及一種基于2，6?萘二甲酸熒光型金屬有機框架材料作為選擇性熒光探針的應用?；衔锘瘜W式表示為:C₁₅H₁₄ZnN₆O₄，以2,6?萘二甲酸為主配體，對氨基四氮唑為輔助配體，采用溶劑熱法，溶劑為N,N?二甲基甲酰胺和乙醇的混合液，合成具有雙重互穿的三維結構。該材料具有很好的化學穩定性，并且研究了作為一種高效的熒光探針檢測爆炸物硝基苯的功能特性。本發明提供的制備方法簡單易行，檢測過程靈敏度高，反應時間短，重復利用率高，是一種理想的熒光探針材料。

技術領域

本發明涉及金屬有機框架材料合成技術領域，具體涉及一種基于2，6-萘二甲酸熒光型金屬有機框架材料作為選擇性熒光探針的應用。

背景技術

金屬有機框架(MOFs)材料是由金屬離子(或金屬簇)和有機配體通過自組裝形成的一類具有周期性孔道結構的框架材料。作為一種新型的固體多孔材料，金屬有機框架材料在氣體的吸附分離、催化、熒光傳感以及質子傳導等方面都有潛在的應用價值，參見：Allendorf，M.D.；Bauer,C.A.；Bhakta,R.K.,Houk,R.J.T.,Chem.Soc.Rev.2009,38,1330；Burtch,N.C.；Jasuja,H.；Walton,K.S.,Chem.Rev.2014,114,10575.；Li,J.R.；Sculley,J.；Zhou,H.C.,Chem.Rev.2012,112,869.這類晶體材料對于金屬及配體的選擇豐富多樣，金屬中心和配體的性質直接影響著化合物最終的性能應用。相比于其他的一些發光材料，MOFs材料的優勢在于它可以把無機組分和有機組分靈活地結合在一起，從而表現出不同于傳統的有機或無機材料的發光特性。光學性能良好的MOFs材料在熒光檢測過程中往往具有靈敏度高，選擇性好，反應時間短，重復利用率高等優勢，因此這種材料在熒光傳感方面的應用已經成為熱門研究方向。參見：Zhang,C.Y.；Che,Y.K.；Zhang,Z.X.；Yang,X.M.；Zang,L.Chem.Commun.2011,47,2336；Liu,X.L.；Li,Y.S.；Ban,Y.J.；Peng,Y.；Jin,H.；Bux,H.；Xu,L.Y.；Caro,J.；Yang,W.S.Chem.Commun.2013,49,9140.；Jayaramulu,K.；Kanoo,P.；George,S.J.；Maji,T.K.Chem.Commun.2010,46,7906.

發明內容

本發明的目的在于熒光型金屬有機框架材料對硝基苯檢測的性能研究，提供一種金屬有機框架材料的制備方法。該化合物具有雙重互穿的三維結構，其結構具有較高的化學穩定性，化合物分散于不同的溶劑中均能保持穩定的熒光發射。該金屬有機框架材料對硝基苯有靈敏的選擇性熒光響應，在材料科學領域具有很好的應用前景。

本發明的技術方案：

一種金屬有機框架材料，化學式為C₁₅H₁₄ZnN₆O₄，以2,6-萘二甲酸為主配體，對氨基四氮唑為輔助配體，采用溶劑熱法，溶劑為N,N-二甲基甲酰胺和乙醇的混合液，合成具有雙重互穿的三維結構。在此化合物中，鋅離子為四配位的四面體構型，同兩個萘二甲酸配體中的羧基氧原子以及兩個不同氨基四唑配體中的氮原子配位。該化合物中氨基四唑和金屬鋅離子配位，形成Z字形一維鏈，再通過萘二酸連接形成三維結構。該三維結構在a軸，b軸方向上均存在一維孔道，并且在孔道中填充著二甲胺離子，二甲胺離子在該化合物中起到平衡電荷的作用。沿b軸方向的孔道大小為去除孔道中的溶劑分子后，PLATON程序計算結果表明孔隙率為40.5％。其拓撲結構為金剛石型拓撲結構?；衔锝Y晶于單斜晶系，P2₁/c空間群，晶胞參數分別為：α＝γ＝90°,β＝92.13°；配位骨架的分解溫度為300℃。

該金屬有機框架材料的制備方法，包括以下步驟：