[發明專利]一種用于金屬離子檢測的發光金屬-有機框架材料及其制備方法

在審

• 申請號: 201810089394.0
• 申請日: 2018-01-30
• 公開（公告）號: CN108165262A
• 公開（公告）日: 2018-06-15
• 發明（設計）人: 王國明;劉浩浩;薛鎮鎮;潘杰;劉會巒
• 申請（專利權）人: 青島大學
• 主分類號: C09K11/06
• 分類號: C09K11/06;C08G83/00;G01N21/64
• 代理公司: 青島高曉專利事務所(普通合伙) 37104
• 代理人: 黃曉敏

本發明屬于無機化學技術領域，具體涉及一種用于金屬離子檢測的發光金屬有機框架材料及其制備方法，先將鎘鹽、含氮有機配體、含氧有機配體、水、N,N’?二甲基甲酰胺混合均勻得到混合物；再將制備的混合物裝入帶聚四氟乙烯反應釜的不銹鋼高壓反應容器中晶化得到結晶性良好的條狀無色晶體；然后將所得條狀無色晶體用去離子水洗滌，并在室溫下干燥，即制備得到具有熒光識別功能的無機?有機雜化金屬有機配合物晶體材料；其合成工藝簡便，原料簡單易得，操作方便，重復性好。

技術領域：

本發明屬于無機化學技術領域，具體涉及一種用于金屬離子檢測的發光金屬有機框架材料及其制備方法。

背景技術：

發光材料是指能夠以某種方式吸收能量，并將其轉化成光輻射(非平衡輻射)的物質材料，該類材料是生物技術、信息技術、能源技術等領域和國防建設的一大類重要的基礎材料。隨著科學技術的不斷發展和新材料的廣泛應用，人們對新型光功能材料的需求也持續增加。傳統的發光材料主要包括無機發光材料和有機發光材料兩大類，其中無機發光材料通常具有較高的穩定性，制備技術比較成熟，已經廣泛地應用于市場，但其組分簡單，結構的改造和修飾難度大，限制了其在某些特定領域的應用；有機發光材料結構多種多樣，同時具有優良的分子剪裁與修飾功能，因此能夠滿足不同領域的用途而越來越受到科學家們的青睞，但有機分子固有的特性導致了這類材料較差的穩定性。

雜化發光材料是利用無機和有機之間的作用力，將它們從分子水平上復合，從而集兩者優勢于一體的新型發光材料。作為一種無機-有機雜化材料，發光金屬有機配位聚合物，是由金屬離子與有機配體通過配位鍵自組裝形成的具有周期性網絡結構，并具有熒光性能的材料，這類材料兼具無機材料的穩定性和有機材料的靈活性等優點，具有廣闊的應用前景。在短短的二十幾年里，科學家們對發光金屬有機配合物的研究取得了重大的進展，大量具有優良光學性質的雜化材料被報道，該類材料在發光照明、信息存儲、光催化等領域被證明是極好的替代材料。然而，以此類發光材料來檢測和識別不同金屬離子的報道相對較少，如果能夠設計合成對特定金屬離子進行準確、快速、有效檢測的發光金屬有機配合物傳感材料，在現實生活中將有著重要的實用價值。因此，迫切需要提供一種用于金屬離子識別檢測的發光金屬有機框架材料及其制備方法。

發明內容：

本發明的目的在于克服現有技術存在的缺點，尋求提供一種能夠快速檢測金屬離子的發光金屬有機框架材料及其制備方法，以優良光學性能并能對金屬離子進行識別為導向，合成具有發光性能的金屬有機配合物材料，通過對結構的詳細探究和對熒光性能的深入挖掘，得到能夠選擇性識別Fe³⁺離子的發光無機-有機雜化材料。

為了實現上述目的，本發明所述用于金屬離子檢測的發光金屬有機框架材料的分子式為[Cd₂(ptz)(btc)(H₂O)₂·2H₂O]_n，其中Hptz為5-吡嗪基四氮唑，H₃btc為均苯三甲酸，分子量為651.11，晶體學數據為α＝69.756(6)°,β＝80.248(7)°,γ＝67.171(9)°，Z＝2，空間群P-1；發光金屬有機框架材料的結構中具有含氮配體與含氧配體兩種不同的有機配體，含氮配體與含氧配體同時與二價金屬Cd離子進行自組裝構筑成具有二維雙層狀結構的金屬有機配位聚合物，層與層之間通過π-π堆積作用形成復雜的三維超分子網絡結構。

本發明所述用于金屬離子檢測的發光金屬有機框架材料的具體制備過程為：

(1)、將0.2-0.4mmol鎘鹽、0.1mmol含氮有機配體、0.1mmol含氧有機配體、4mL水、2mL N,N’-二甲基甲酰胺混合均勻得到混合物；

(2)、將步驟(1)制備的混合物裝入帶聚四氟乙烯反應釜的不銹鋼高壓反應容器中，在100-120℃溫度下晶化3天得到結晶性良好的條狀無色晶體；