[發明專利]一種鋱(Ⅲ)負載的鋅基金屬有機框架及其制備與應用

有效

• 申請號: 202110733773.0
• 申請日: 2021-06-30
• 公開（公告）號: CN113402727B
• 公開（公告）日: 2022-07-12
• 發明（設計）人: 朱愛新;梁宇杰;姚君;李秋霞;荊碧
• 申請（專利權）人: 云南師范大學
• 主分類號: C08G83/00
• 分類號: C08G83/00;G01N21/64;C09K11/06
• 代理公司: 廣州潤禾知識產權代理事務所(普通合伙) 44446
• 代理人: 鄭永泉;黃潔玲

本發明涉及金屬?有機框架材料合成技術領域，公開了一種鋱(Ⅲ)負載的鋅基金屬有機框架及其制備與應用。該鋱(Ⅲ)負載的鋅基金屬有機框架的通式為Tb³⁺@Zn?MOF；式中：Zn?MOF代表化學式為[(CH₃)₂NH₂][Zn₂(DMTDC)₂(3?mtz)]·4DMF·3H₂O的鋅基金屬有機框架；其中，DMTDC^2?代表3,4?二甲基噻吩并[2,3?b]噻吩?2,5?二羧酸脫去兩個質子后的陰離子，3?mtz^?代表3?甲基?3H?1,2,4?三氮唑脫去質子后的陰離子，DMF代表N,N?二甲基甲酰胺；有機配體DMTDC^2?和3?mtz^?將Zn²⁺連接成含一維孔道的三維陰離子框架結構，三維陰離子框架結構的孔洞率為61.0％，孔道被平衡電荷[(CH₃)₂NH₂]⁺、未配位的溶劑分子N,N?二甲基甲酰胺和水占據。Tb³⁺@Zn?MOF能夠發出較強的綠色熒光，在Fe³⁺作用下發生明顯的熒光猝滅特點，且在紫外燈下能夠肉眼可辨，可用作快速響應識別鐵離子的熒光探針。

技術領域

本發明涉及金屬-有機框架材料合成技術領域，更具體地，涉及一種鋱(Ⅲ)負載的鋅基金屬有機框架及其制備與應用。

背景技術

鐵是人體必需的微量元素之一，在生命過程中起著重要的作用。例如，它是血紅蛋白不可缺少的一部分，并參與氧氣的運輸和儲存。因此，鐵元素的缺乏和過量會導致各種嚴重的生物學疾病，例如貧血，肝硬化、內毒素血癥和遺傳性血色病。從這一觀點出發，快速而準確地檢測鐵的傳感器的研究尤為必要。

與原子吸收光譜法、伏安法、X射線色散法和離子遷移光譜等傳統檢測方法相比，基于發光金屬有機框架(Luminescent Metal-Organic Frameworks，LMOF)的熒光傳感具有靈敏度高、響應時間短、簡單方便、成本低等優點。因此，發光金屬有機框架已被廣泛用于監測離子、生物分子、氣體分子和硝基爆炸物(US20210002304A1；US010830722B2；EP3599239A1；Coord.Chem.Rev.2018,354,28-45；Coord.Chem.Rev.2020,415,213299)。在迄今為止報道的各種發光金屬有機框架中，鑭系金屬有機骨架(Ln-MOF)，尤其是Eu-MOF和Tb-MOF，具有尖銳且特征性的發射、較大的斯托克斯位移、相對較長的發光壽命和肉眼可見的熒光顏色，被認為是一種有效識別Fe³⁺的熒光探針。例如公開號為CN111777630A的專利文獻“稀土鋱(III)配合物及其制備方法和應用”提供了一種稀土鋱(III)框架化合物可以作為熒光探針識別Fe³⁺；Bai等人用鑭系金屬離子構建了三個發白色光的鑭系金屬有機框架，可以高度靈敏地檢測Fe³⁺離子(Cryst.Growth Des.2018,18,5353)；Zhu等人合成了一種罕見的多功能Ln-MOF，可同時檢測Fe³⁺離子、天冬氨酸和二甲基亞砜(Dalton Trans.2020,49,7514)。

目前含稀土離子的金屬有機框架大多采用稀土離子和有機配體直接合成的，而利用鑭系元素后修飾金屬有機框架并用于熒光識別Fe³⁺的研究較少，如公開號為CN108546551A的專利文獻“一種識別水體中鐵離子的熒光探針及其制備方法和應用”提供了一個金屬有機框架Cd-MOF，并通過“后修飾”法和“原位還原”反應將稀土Eu³⁺離子引入到框架孔道內，增強了框架本身的熒光特性，形成Eu²⁺摻雜的熒光探針，用于檢測水體中三價鐵離子。因此，開發和合成新型鑭系離子負載型的框架化合物的熒光探針或光學傳感器用于鐵離子識別具有應用前景。

發明內容