[發(fā)明專利]羥基修飾金屬有機(jī)框架材料熒光探針的制備方法及其氟化物檢測應(yīng)用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010858177.0
• 申請日: 2020-08-24
• 公開（公告）號: CN111978557B
• 公開（公告）日: 2022-03-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李慧明;候林麗;郎鋒祥;徐鵬;李雨
• 申請（專利權(quán)）人: 江西省吉安市水文局（江西省吉安市水資源監(jiān)測中心）
• 主分類號: C08G83/00
• 分類號: C08G83/00;G01N21/64;C09K11/06
• 代理公司: 南昌華成聯(lián)合知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 36126
• 代理人: 張建新

本發(fā)明公開了羥基修飾金屬有機(jī)框架材料熒光探針的制備方法及其氟化物檢測應(yīng)用，屬于熒光傳感技術(shù)領(lǐng)域。以六水合硝酸鋁為金屬鹽配體和2,5?二羥基對苯二甲酸為有機(jī)配體，在N,N?二甲基甲酰胺溶劑中，通過溶劑熱反應(yīng)制得羥基修飾金屬有機(jī)框架材料(MIL?53(Al)?OH)，該材料超聲分散于Tris?HCl緩沖溶液中即可制得熒光探針MIL?53(Al)?OH?Tris。在365nm激發(fā)波長下，MIL?53(Al)?OH?Tris熒光探針515nm處有強(qiáng)熒光發(fā)射峰，可應(yīng)用于氟離子的靈敏檢測。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及熒光探針的制備方法及其應(yīng)用，屬于熒光傳感技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

金屬有機(jī)框架材料(MOFs)是一類新型的多孔結(jié)晶材料，具有制備簡便、熱穩(wěn)定性好、活性位點(diǎn)多、巨大的比表面積并且結(jié)構(gòu)可以調(diào)控等優(yōu)點(diǎn)，吸引了眾多研究者的廣泛關(guān)注。這些優(yōu)良的特性使他們在許多領(lǐng)域得到應(yīng)用，如氣體儲(chǔ)氣、分離與吸附、催化、化學(xué)傳感與成像等。MILs是以法國拉瓦錫研究小組命名的一系列MOFs材料。其中MIL-53(Al)是以鋁為金屬離子和對苯二甲酸為有機(jī)配體，采用水熱法合成的八面體構(gòu)型柔性材料，在水中分散性好，具有優(yōu)異的熒光性能；但是由于配體結(jié)構(gòu)的單一限制了其在熒光傳感領(lǐng)域的實(shí)際應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種羥基修飾金屬有機(jī)框架材料熒光探針的制備方法及其氟化物檢測應(yīng)用。該方法制備的熒光探針具有簡單、綠色、高效的特點(diǎn)，且可用于氟離子的快速和靈敏檢測。

發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，通過修飾配體，可以調(diào)節(jié)MIL-53(Al)的發(fā)光性質(zhì)，使MIL-53(Al)功能化，進(jìn)一步拓展其實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。發(fā)明人采用含有羥基官能團(tuán)的2,5-二羥基對苯二甲酸替代單純的對苯二甲酸，獲得羥基修飾的MIL-53(Al)-OH納米材料。MIL-53(Al)-OH在515nm處有強(qiáng)的發(fā)射峰，MIL-53(Al)-OH的熒光發(fā)射主要?dú)w功于配體中π-π*電子轉(zhuǎn)移，AL³⁺被d軌道填充，與配體之間的電荷轉(zhuǎn)移沒有被阻斷，因此MIL-53(Al)-OH產(chǎn)生了一個(gè)以配體為中心的熒光發(fā)射峰。該材料超聲分散于pH為4的Tris-HCl緩沖溶液中，氟離子與MIL-53(Al)-OH中羥基形成氫鍵，改變了MIL-53(Al)-OH的π-共軛體系的最低空分子軌道(LUMO)和最高占據(jù)分子軌道(HOMO)的能量，從而導(dǎo)致熒光探針MIL-53(Al)-OH-Tris發(fā)射的變化，實(shí)現(xiàn)氟離子的靈敏檢測。發(fā)明人經(jīng)過研究，總結(jié)出以下技術(shù)方案。

一種羥基修飾金屬有機(jī)框架材料熒光探針的制備方法，包括以下步驟：

(1)向六水合硝酸鋁(AL(NO₃)₃·6H₂O)的N,N-二甲基甲酰胺(DMF)溶液中，加入2,5-二羥基對苯二甲酸的DMF溶液，超聲混合均勻，得到混合溶液；

(2)將步驟(1)得到的混合溶液密封在反應(yīng)釜中，在溫度110～140℃下反應(yīng)一段時(shí)間；

(3)從步驟(2)反應(yīng)后的液體中分離出固態(tài)物質(zhì)，得到羥基修飾金屬有機(jī)框架納米材料(MIL-53(Al)-OH)。

(4)將步驟(3)得到的羥基修飾金屬有機(jī)框架納米材料超聲分散在Tris-HCl緩沖溶液中，得到羥基修飾金屬有機(jī)框架材料熒光探針(熒光探針MIL-53(Al)-OH-Tris)。

優(yōu)選的，步驟(1)所述的六水合硝酸鋁的DMF溶液濃度為50mM，所述的2,5-二羥基對苯二甲酸的DMF溶液濃度為76mM。

優(yōu)選的，步驟(1)所述的加入是以滴加的方式加入。

優(yōu)選的，步驟(2)所述的反應(yīng)釜為聚四氟乙烯內(nèi)襯高壓釜。

優(yōu)選的，步驟(2)所述的溫度為130℃，所述的反應(yīng)時(shí)間為8小時(shí)。