[發明專利]一種層片狀結構的稀土基金屬有機框架化合物及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 201811096138.0
• 申請日: 2018-09-19
• 公開（公告）號: CN109021247B
• 公開（公告）日: 2021-04-27
• 發明（設計）人: 李凌云;陳雯婷;潘堅福;王國強;于巖;林燕萍;張臻;鐘開令
• 申請（專利權）人: 福州大學
• 主分類號: C08G83/00
• 分類號: C08G83/00;C09K11/06;G01N21/64
• 代理公司: 福州元創專利商標代理有限公司 35100
• 代理人: 蔡學俊

本發明公開了一種Eu³⁺離子摻雜的層片狀稀土基金屬有機框架化合物及其制備方法和應用。其是以含Eu³⁺的稀土氯化物、三水合醋酸鈉和對苯二甲酸為原料，經水熱法制備而成。本發明制備工藝簡單，所得Eu³⁺離子摻雜的稀土基金屬有機框架化合物具有熒光吸附性能，可制備成熒光探針，用以定性、定量檢測水溶液中的鐵離子。

技術領域

本發明屬于熒光檢測和光功能材料領域，具體涉及一種Eu³⁺離子摻雜的層片狀稀土基金屬有機框架化合物及其制備方法與其在鐵離子熒光檢測中的應用。

背景技術

鐵是地球上分布最廣、最常用的金屬之一，同時也是人體必需的微量元素。鐵及其化合物可廣泛應用于冶金、醫療等行業。然而，水中含有過量鐵時不但對人體有害，而且會給人們的生活帶來諸多不變。例如：鐵中毒可引起嘔吐和腸損害，在洗滌的衣物上生成鐵色銹斑，在光潔的衛生器具上留下難以去除的黃褐色銹斑。

目前，測定鐵離子的手段有電化學法、質譜法、表面增強拉曼光譜法、原子吸收光譜法等。但這些檢測手段具有儀器操作復雜、儀器貴重、耗時等特點。熒光探針法采用光吸收與光發射作為檢測手段，通過探針材料與被檢測物質之間的能量交換來檢測目標物的濃度與含量，通常具有靈敏度高、成本低和操作簡單等特點，是一種比較常用的替代檢測手段。其中，以金屬有機框架化合物（MOFs）材料為基礎的熒光探針最為常用。

金屬有機框架化合物的結構和功能可設計性強，往往可以以應用目的為導向對其進行結構乃至形貌進行設計，如改變制備工藝或者原料化合物的配比來設計孔道尺寸可調的產物等。實際上，對于熒光探針材料而言，金屬有機框架化合物的熒光量子效率高低及其與被檢測物質接觸面積的大小是判斷其質量優劣的關鍵指標，熒光量子效率高且與被檢測物質接觸面積大的金屬有機框架化合物材料是最理想的熒光探針材料。然而，現有的金屬有機框架化合物基熒光探針材料往往注重于大比表面積型結構設計，如多孔洞型結構等，以大大提高探針材料與液相中被檢測物質的接觸面積，但是卻忽視了探針材料本身熒光量子效率這一關鍵指標。多孔洞結構通常是由多種有機官能團與金屬離子之間的空間成鍵效應構成的，豐富的有機官能團是多空洞結構的基礎。眾所周知，發光金屬中心與其附近豐富的有機官能團之間很容易發生能量傳遞，將激發態金屬中心的能量以熱振動的方式釋放從而降低其熒光量子效率，即很難兼顧大接觸面積與高熒光量子效率。

發明內容

鑒于上述現狀，本發明提供了一種Eu³⁺離子摻雜的層片狀稀土基金屬有機框架化合物及其制備方法，所得稀土基金屬有機框架化合物可兼顧大接觸面積與高熒光量子效率，可用于鐵離子的熒光檢測和吸附。

為實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種Eu³⁺離子摻雜的層片狀稀土基金屬有機框架化合物的制備方法，其包括以下步驟：

1）將含Eu³⁺的稀土氯化物、三水合醋酸鈉和對苯二甲酸加入到N,N’-二甲基甲酰胺和水的混合溶劑中，得溶液A；所述含Eu³⁺的稀土氯化物是由氯化銪與氯化釔或氯化釓中的任意一種混合而成，其中，氯化銪的摩爾含量為1%-30%；

2）將溶液A置于不銹鋼反應釜中，搖晃均勻后放入烘箱進行水熱反應；

3）將水熱反應產物過濾或離心，即得層片狀晶體。

上述制備步驟中，所用稀土氯化物、三水合醋酸鈉和對苯二甲酸的摩爾比為2:3:2；N,N’-二甲基甲酰胺和水的體積比為1:0-1:1；稀土氯化物與N,N’-二甲基甲酰胺的摩爾比為1:125-1:660；水熱反應溫度為160-190℃，反應時間為72-120小時。

本發明制得的Eu³⁺離子摻雜的層片狀稀土基金屬有機框架化合物可作為熒光吸附材料，用于水溶液中鐵離子的定性、定量熒光檢測。