[發明專利]鉻-有機配位超分子、制備方法及其在陽離子檢測領域的應用

有效

• 申請號: 201910365824.1
• 申請日: 2019-05-05
• 公開（公告）號: CN109897067B
• 公開（公告）日: 2021-04-23
• 發明（設計）人: 陳新;張如意;黃坤林;丁旭萌;郭媛媛
• 申請（專利權）人: 重慶師范大學
• 主分類號: C07F11/00
• 分類號: C07F11/00;G01N21/33
• 代理公司: 重慶華科專利事務所 50123
• 代理人: 康海燕

本發明涉及重金屬先進功能材料領域，具體涉及鉻?有機配位超分子、制備方法及其在陽離子探測領域的應用。鉻?有機配位超分子的化學組成為[Cr(tpc)(HCOO)(OH)](H₂O)₂，其在300℃左右開始分解，有較高的熱穩定較，且在水、乙腈、DMF等溶劑中穩定存在，利用上述性質和該超分子的制備方法可用于富集和回收鉻離子；該超分子還可作為檢測試劑，通過紫外可見分光光度儀探測溶液中Cu²⁺的存在，其在陽離子檢測領域具有應用前景。

技術領域

本發明涉及重金屬和先進功能材料領域，具體涉及鉻-有機配位超分子、制備方法及其在陽離子探測領域的應用。

背景技術

自然界中鉻礦約有50余種，主要以鉻鐵礦FeCr₂O₄形式廣泛存在，鉻主要用在特種合金、電鍍、制革、耐火材料等行業，可生產各種高強度、抗腐蝕、耐高溫、耐氧化的特種鋼，如不銹鋼、耐酸鋼、工具鋼等，是宇航、汽車、槍炮、導彈、火箭、艦艇等不可缺少的材料。中國鉻鐵礦儲量總保有量約1000萬噸，每年消費量80％多依靠進口，因此屬于短缺資源。

鉻是人和動物所必需的一種微量元素，軀體缺鉻可引起動脈粥樣硬化癥。鉻對植物生長有刺激作用，可提高收獲量。但如含鉻過多，對人和動植物都是有害的，對肝、腎等內臟器官和DNA造成損傷，在人體內蓄積具有致癌性并可能誘發基因突變。

鉻污染是最典型的環境污染例子，主要來源于工業部門排放的顏料以及鞣革、橡膠和陶瓷原料，包括劣質化妝品原料、皮革制劑、金屬部件鍍鉻部分等，如2012年調查有9家藥廠生產的13個批次藥品用膠囊鉻超標，被暫停銷售和使用。工業廢水中的鉻主要是三價Cr³⁺化合物，同時排放到自然環境中的三價鉻有可能轉變成毒性更強比較穩定的水溶性六價鉻，但在厭氧條件下可還原為三價鉻。

鉻污染治理，可用物理、化學、生物法及多技術綜合應用等技術，化學治理是重要手段之一，主要通過改變鉻的價態，轉變為穩定難溶形態，降低鉻在土壤環境的可移動性并消除生物活性。

當前，通過簡便方法，探究溶液中Cr³⁺離子富集的課題已受到環境、生命、化學等領域科學家們的關注。本發明報道的新型Cr-有機配位超分子，對于環境污染治理、新材料開發與應用等方面都有具積極的意義和價值。

發明內容

為解決上述問題，本發明提供一種鉻-有機配位超分子[Cr(tpc)(HCOO)(OH)](H₂O)₂，該鉻-有機配位超分子可用于陽離子Cu²⁺的檢測。

鉻-有機配位超分子，其化學組成為[Cr(tpc)(HCOO)(OH)](H₂O)₂，配位結構如式I所示，其中，tpc是Htpc脫去一個質子的組分，Htpc的結構式如式II所示。

優選的，所述鉻-有機配位超分子中，每一個鉻離子采用六配位的配位方式，其中與一個tpc^-配體上的三個氮原子配位，再與1個氫氧根OH^-和一個甲酸根HCO₂^-配位，所述組成中H₂O沒參與配位處于游離態。

本發明還提供了上述鉻-有機配位超分子的制備方法，該合成方法簡單高效，產率可達72％，合成的樣品純度較高。

上述鉻-有機配位超分子的制備方法，其特征在于，以Htpc、CrCl₃、DMF和HNO₃原料，以乙腈和水的混合溶液作為溶劑，采用溶劑熱合成法制備。