[發明專利]一種多孔共價有機框架材料氣體熒光傳感器及其制備方法

在審

• 申請號: 202110268110.6
• 申請日: 2021-03-12
• 公開（公告）號: CN115078314A
• 公開（公告）日: 2022-09-20
• 發明（設計）人: 王濤平;倪玨宸;孫景志
• 申請（專利權）人: 杭州芬得檢測技術有限公司
• 主分類號: G01N21/64
• 分類號: G01N21/64;G01N21/01
• 代理公司: 合肥上博知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 34188
• 代理人: 張果果

本發明屬于聚合物熒光材料技術領域，具體為一種多孔共價有機框架材料氣體熒光傳感器及其制備方法；本發明旨在解決現有技術中熒光傳感器靈敏度不高，比表面積小吸附性差的問題；氣體熒光傳感器為復合于基底上的多孔共價有機框架材料，多孔共價有機框架材料為芳基醛與亞胺類化合物的縮合產物，縮合產物為席夫堿類熒光型共價有機骨架材料；席夫堿COF的骨架結構中含有N原子，與硝基爆炸物作用會有氫鍵形成，使得HOMO和LUMO軌道發生變化即發生電子轉移，而芳基醛作為縮合原料之一可以提高縮合產物檢測TNT爆炸物的靈敏度。

技術領域

本發明涉及熒光材料傳感器技術領域，具體涉及一種多孔共價有機框架材料氣體熒光傳感器及其制備方法。

背景技術

近年來，隨著恐怖活動在全球呈持續上升態勢，其對社會經濟、社會安全和穩定的發展產生嚴重的影響，也嚴重威脅人民生命健康、財產安全等。目前，對于爆炸物的檢測技術較多，例如警犬、離子遷移譜、X射線成像、表面增強拉曼光譜、氣相色譜-質譜等以及各種技術都運用于探測爆炸物，然而，警犬由于其工作疲勞性，大型設備儀器又存在著價格昂貴、具有放射源、體積大不方便隨身攜帶等缺點限制了其在實際現場快速檢測中的使用。近十多年來，基于熒光猝滅效應的熒光型共價有機骨架材料(Chip On Flex，or，Chip OnFilm)來探測危化品是新興起來的一項技術，其無放射源、多微孔結構、大比面積、靈敏度高、穩定性好等優點，在氣體儲存于分離、光電材料等領域具有廣闊的應用前景，也吸引著越來越多研究人員的關注。

目前，以熒光猝滅效應為原理的爆炸物探測技術正處于不斷發展完善過程中，其高靈敏度的氣體熒光傳感器主要有以下幾種：

1.將傳感元素化學結合到易于成膜的分子鏈上，然后通過旋涂等方式使分子在基底表面成膜，得到薄膜熒光傳感器；

2.將含有活性功能基團的分子通過旋涂等方式在基底表面成膜，從而得到熒光薄膜；

3.以化學合成法制備共軛熒光分子或將可聚合的熒光單體與非熒光單體共聚，得到熒光聚合物，然后再以旋涂法制備成膜來獲得熒光傳感器。

上述熒光傳感器都是基于基底成膜的熒光傳感器，并且基底表面都不具有多孔結構，只是簡單得利用了其平滑的表面，相比自身材料的多孔結構來說，其比表面積小吸附性差。

發明內容

本發明提出一種多孔共價有機框架材料氣體熒光傳感器及其制備方法，解決了現有技術中熒光傳感器都是基于基底成膜的熒光傳感器，并且基底表面都不具有多孔結構，只是簡單得利用了其平滑的表面，相比自身材料的多孔結構來說，其比表面積小吸附性差的問題。

本實用的技術方案是這樣實現的：一種多孔共價有機框架材料氣體熒光傳感器，所述氣體熒光傳感器為復合于基底上的多孔共價有機框架材料，所述多孔共價有機框架材料為芳基醛與亞胺類化合物的縮合產物，所述縮合產物為席夫堿類熒光型共價有機骨架材料。

進一步地，所述縮合產物由以下步驟制得：

S1.稱取摩爾比為2:1～6:1的三聚氰胺和對苯二甲醛粉末溶于20～25mL二甲基亞砜有機溶劑中，超聲30min至粉末完全溶解；

S2.將步驟1所得溶液轉移至高壓水熱反應釜中，置于烘箱中進行熱處理，溫度為150～200℃，時間為3～6個小時；

S3.將步驟2得到的混合物溶液冷卻至室溫，通過過濾分離、清洗、干燥得到具有席夫堿網絡結構的縮合產物。

本發明還公開了一種基于多孔共價有機框架材料氣體熒光傳感器的制備方法，包括以下步驟：

S1.稱取1～2mg的芳基醛與亞胺類化合物縮合產物溶于有機溶劑或者有機溶劑與水的混合溶劑中，溶液濃度為1～2mg/mL；