[發明專利]一種對硝基芳烴爆炸物傳感的陰離子骨架金屬有機框架材料及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 201910714811.0
• 申請日: 2019-08-02
• 公開（公告）號: CN110358106B
• 公開（公告）日: 2021-10-01
• 發明（設計）人: 金傳明;周俊強;杜曉剛;陳雨;張鯤鵬
• 申請（專利權）人: 湖北師范大學
• 主分類號: C08G83/00
• 分類號: C08G83/00;C09K11/06;C07F3/08;G01N21/64
• 代理公司: 武漢智嘉聯合知識產權代理事務所(普通合伙) 42231
• 代理人: 陳建軍

本發明公開了一種對硝基芳烴爆炸物傳感的陰離子骨架金屬有機框架材料，其如式I所示：Cd₂(m?PIPy)(NDC)₃，所述陰離子骨架金屬有機框架材料的晶胞參數為a＝14.4598，b＝17.5129，c＝22.1325，α＝74.873，β＝74.357，γ＝87.834；其中，m?PIPy為1,3?二([4?(1?咪唑基)?吡啶基]?亞甲基)苯二溴化物，NDC為1,4?萘二甲酸。該陰離子骨架金屬有機框架材料以m?PIPy和NDC為配體，構建了一種新的陰離子骨架金屬有機框架材料，拓展了金屬有機框架材料的種類和應用領域。本發明還公開了該陰離子骨架金屬有機框架材料的制備方法和應用。

技術領域

本發明屬于金屬有機框架材料技術領域，具體涉及一種對硝基芳烴爆炸物傳感的陰離子骨架金屬有機框架材料及其制備方法和應用。

背景技術

金屬有機骨架材料(MOFs)是近十年來發展迅速的一種配位聚合物，其具有三維的孔結構，一般以金屬離子為連接點，有機配體位支撐構成空間3D延伸，系沸石和碳納米管之外的又一類重要的新型多孔材料。作為一種新型多孔材料，金屬有機框架材料有著結構豐富、組成多樣，優秀的熱穩定性和化學穩定性、超高的孔隙率和極大的比表面積等優點，引起了大量研究工作者的關注。金屬有機框架材料同時也有著非常好的可修飾性，可以通過實際需要，對有機配體的類型，金屬離子的種類及功能基團嫁接等方式，制備出具有特異性的功能金屬有機框架材料。合成制備金屬有機骨架材料常用的有機配體一般是羧酸含氧類和雜環含氮類配體，如咪唑類和吡啶類雜環上的氮原子為sp²雜化且有孤對電子，它們有著很強的配位能力，并且含氮雜環可形成π-π堆積，能在聚合物框架中形成具有π-π堆積或氫鍵的化學作用，形成的金屬有機框架材料在氣體吸附分離、熒光傳感、生物醫藥、化學催化與磁性分子材料等領域具有重要的應用。

硝基芳烴爆炸物，如：三硝基苯酚、三硝基甲苯、二硝基甲苯等化合物，具有制備方法成熟、鈍感好、便于攜帶等特點，被廣泛應用于軍事生產和工業爆破中。該類化合物不僅爆炸威力大，而且毒性大、難降解、致癌能力強，侵入人體后可引起嘔吐、抽搐、神經系統紊亂甚至死亡等，同時他們也可以被恐怖份子利用用于恐怖襲擊。因此開發硝基爆炸物的快速痕量檢測技術，對防止恐怖襲擊、維護公共安全和保障人類健康具有重要意義。目前可以利用熒光傳感技術來檢測痕量硝基芳烴爆炸物。熒光傳感檢測法是利用熒光信號如波長、強度等的改變來達到分析檢測的目的，它具有響應速度快、靈敏度高、操作簡便、抗電磁干擾能力強等優點。金屬有機框架材料所具有的多孔性、功能化的特點常被用在熒光傳感分析研究領域。

目前所應用的金屬有機骨架材料一般都是陽離子骨架結構，關于陰離子骨架結構的金屬有機框架材料鮮有報道。

發明內容

本發明的目的在于克服上述技術不足，提出一種對硝基芳烴爆炸物傳感的陰離子骨架金屬有機框架材料，該陰離子骨架金屬有機框架材料拓展了金屬有機框架材料的種類；本發明第二方面的目的在于，提出一種對硝基芳烴爆炸物傳感的陰離子骨架金屬有機框架材料的制備方法；本發明第三方面的目的在于，提出一種對硝基芳烴爆炸物傳感的陰離子骨架金屬有機框架材料的應用。

為達到上述技術目的，本發明的技術方案提供一種對硝基芳烴爆炸物傳感的陰離子骨架金屬有機框架材料，所述陰離子骨架金屬有機框架材料如式I所示：Cd₂(m-PIPy)(NDC)₃，所述陰離子骨架金屬有機框架材料的晶胞參數為a＝14.4598，b＝17.5129，c＝22.1325，α＝74.873，β＝74.357，γ＝87.834；其中，m-PIPy為1,3-二([4-(1-咪唑基)-吡啶基]-亞甲基)苯二溴化物，NDC為1,4-萘二甲酸。

本發明的技術方案還提供了一種對硝基芳烴爆炸物傳感的陰離子骨架金屬有機框架材料的制備方法，包括如下步驟：1,3-二([4-(1-咪唑基)-吡啶基]-亞甲基)苯二溴化物、1,4-萘二甲酸與硝酸鎘進行溶劑熱反應，合成得到陰離子骨架的金屬有機框架材料。