[發明專利]一種金屬有機骨架化學傳感器和制備方法及其應用

有效

• 申請號: 201710192079.6
• 申請日: 2017-03-28
• 公開（公告）號: CN106916175B
• 公開（公告）日: 2019-04-16
• 發明（設計）人: 王旭生;曹榮;黃遠標
• 申請（專利權）人: 中國科學院福建物質結構研究所
• 主分類號: C07F3/06
• 分類號: C07F3/06;C09K11/06;G01N21/64
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明屬于環境保護和晶態材料領域。具體為通過溶劑熱法合成一種金屬有機骨架化學傳感器和制備方法及應用。該化學傳感器命名為FJI?C8，化學簡式為：{[(CH₃)₂NH₂]₁₀[Zn₉(TDPAT)₄(μ₃?O)₂]·(H₂O)₂₇·(DMF)₁₇}_n，其中TDPAT代表2,4,6?三(3,5?二羧酸苯胺)?1,3,5?三嗪的羧酸鹽陰離子。該材料的結構屬于立方晶系，空間群為F4₁32，晶胞參數為：α＝90.00°,該材料是三維的陰離子骨架材料，抗衡陽離子為二甲胺陽離子，其中包含的方形一維通道和的三角形通道，孔隙率為61.1％。FJI?C8可以作為化學傳感器對微量硝基爆炸物和金屬離子選擇性檢測。特別地，FJI?C8對2,4?二硝基苯酚和Fe³⁺特別敏感。該材料具有使用量低、工藝簡單、操作方便、成本低廉、選擇性高、檢出限低等特點，有利于其以后的應用。

技術領域

本發明屬于環境保護和晶態材料領域。具體為通過溶劑熱法合成一種多孔的陰離子金屬有機骨架化學傳感器和制備方法及應用。

背景技術

硝基爆炸物，如硝基苯(NB)，對硝基苯酚(PNP)，硝基甲苯(PNT)，1,2-二硝基苯(1,2-DNB)，1,4-二硝基苯(1,4-DNB)，2,4-二硝基甲苯(2,4-DNT)，2,6-二硝基甲苯(2,6-DNT)，2,4-二硝基苯酚(2,4-DNP)，2,4,6-三硝基甲苯(TNT)和2,4,6-三硝基苯酚(TNP)等對國家安全有很大的威脅作用，同時，硝基爆炸物也具有高毒性。然而其較低的蒸汽壓和反應活性使得其很難被檢測。另外，Fe³⁺的濃度在生物系統和地球中起著至關重要的作用，其合適的含量不僅可以促進肌肉的形成，同時可以提升腦功能。過高和過低都會影響生物系統的運行。因此，發展一種材料，可以同時檢測硝基爆炸物和Fe³⁺的濃度至關重要。目前常用的檢測手段有：表面增強拉曼光譜、質譜、電化學法。但是，這些檢測手段具有儀器貴重、儀器笨重、操作步驟復雜、耗時等缺點。而通過化學傳感器檢測可以作為一種替代手段，具有低成本、高靈敏度和操作簡單等特點。

發明內容

本文通過合成一種陰離子金屬有機骨架材料作為化學傳感器，命名為FJI-C8，可以對微量硝基爆炸物和Fe³⁺快速響應，同時具有高的選擇性，很低的檢出限，其使用量也是所有已報道的金屬有機骨架材料中最低的。另外，值得注意的是，該材料對2,4-DNP的選擇性首次超過TNP，這主要得益于金屬有機骨架材料的熒光發射光譜與2,4-DNP的紫外可見吸收光譜的完美重合，同時得益于合適的孔徑、高孔隙率、高密度未配位N原子和電子轉移等協同作用。

該化學傳感器FJI-C8，化學簡式為：{[(CH₃)₂NH₂]₁₀[Zn₉(TDPAT)₄(μ₃-O)₂]·(H₂O)₂₇·(DMF)₁₇}_n，其中TDPAT代表2,4,6-三(3,5-二羧酸苯胺)-1,3,5-三嗪的羧酸鹽陰離子。其特征在于，晶體的結構屬于立方晶系，空間群為F4₁32，晶胞參數為：α＝90.00°，該材料是三維的陰離子骨架材料，抗衡陽離子為二甲胺陽離子，其中包含的方形一維通道和的三角形通道，孔隙率為61.1％。