[發明專利]一種鎘基金屬-有機框架材料及其制備方法與應用

在審

• 申請號: 201811300586.8
• 申請日: 2018-11-02
• 公開（公告）號: CN109320533A
• 公開（公告）日: 2019-02-12
• 發明（設計）人: 武鵬彥;夏玲玲;鄭曉甜;湯嘉偉;王健
• 申請（專利權）人: 江蘇師范大學
• 主分類號: C07F3/08
• 分類號: C07F3/08;C08G83/00;C09K11/06;G01N21/64;B01J31/22;C02F1/30;C02F101/30;C02F101/38
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 周敏

本發明公開了一種鎘基金屬?有機框架材料及其制備方法與應用。該金屬?有機框架材料是以金屬離子Cd²⁺為節點，以4,4',4”?三羧基三苯胺為有機連接主配體，4,4'?偶氮吡啶為輔助配體，通過溶劑熱法制備得到，該材料的化學式為：[M_m(L₁)_n(L₂)_b(EtOH)·(EtOH)_q]，式中，L₁為4,4',4”?三羧基三苯胺，L₂為4,4'?偶氮吡啶，M為金屬離子Cd²⁺，m＝1.5，n＝1，b＝0.5，q＝2。本發明提供的材料對4?羥基?4'?硝基聯苯的檢測具有高選擇性，同時還能用作光催化劑降解亞甲基藍；本發明的制備工藝簡單，環境友好，成本低，易于大規模制備。

技術領域

本發明涉及金屬-有機框架材料領域，具體涉及一種鎘基金屬-有機框架材料及其制備方法與應用。

背景技術

隨著人類社會發展的速度與日俱增，工業化的發展也如影隨形。如此，各種工業和制造過程中化學流出物的數量不斷地增加，很多有毒的物質都對人體及環境造成了極大地危害。在這些有毒物質中硝基芳香化合物占了很大比重，4-羥基-4'-硝基聯苯(HNBP)作為其中一員，其廣泛應用也帶來了嚴重的環境污染問題。此外，有機染料作為工業廢水中的主要污染成分，具有組成復雜、高色度、有毒、強酸強堿性等復雜特點，從而導致水質污染嚴重、治理難、難降解等特點。因而，合成一種具有高選擇性檢測材料及有效降解有機染料的檢測和催化材料具有重要意義。

然而，設計出簡便、高效、廉價的檢測材料及可循環利用降解有機染料的催化劑材料仍然是一個迫在眉睫的問題。傳統的處理方法如吸附，混凝和膜分離的操作成本高，甚至產生二次污染物。為了實現對硝基污染物的快速、高靈敏、高選擇性的檢測，許多基于熒光和比色檢測硝基污染物的方法已被建立。但是目前大多數對硝基污染物的檢測都是苯、硝基苯、苦味酸等，而對4-羥基-4'-硝基聯苯檢測的報道卻沒有。金屬-有機框架(MOFs)材料的蓬勃發展，為開發對于4-羥基-4'-硝基聯苯檢測和污染物降解的材料提供了可能性；然而，要真正應用到高選擇性檢測4-羥基-4'-硝基聯苯及光催化降解有機染料，科學工作者還需解決如下問題：

1.傳統的檢測材料存在著效率低、復雜且耗時的校準程序、便攜性差、成本高等這些弊端。因而急需研發出具有高靈敏度和選擇性的創新材料。

2.目前基于MOFs材料的多功能性應用開發較少和材料的穩定性不夠，這大大限制了其在檢測/催化領域中的實際應用的潛力。

發明內容

本發明的目的之一是提供一種鎘基金屬-有機框架材料，價格便宜，能高選擇性檢測4-羥基-4'-硝基聯苯及光催化降解有機染料。

本發明的目的之二是提供一種上述鎘基金屬-有機框架材料的制備方法，工藝簡單，可大規模生產。

為實現上述目的之一，本發明采用的技術方案是：一種鎘基金屬-有機框架材料，以金屬離子Cd²⁺為節點，以4,4',4”-三羧基三苯胺(H₃tca)為有機連接主配體和光吸收、發射單元，4,4'-偶氮吡啶(abp)為輔助配體，通過溶劑熱法制得三維金屬-有機框架材料Cd-TCAA；

Cd-TCAA的化學式為：[M_m(L₁)_n(L₂)_b(EtOH)·(EtOH)_q]，式中，

L₁為有機連接主配體H₃tca，中文名稱為4,4',4”-三羧基三苯胺，其結構式見式Ⅰ：

L₂為輔助配體abp，中文名稱為4,4'-偶氮吡啶，其結構式見式Ⅱ：