【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及一種基于兩性離子型配體的二維鉛基金屬有機框架晶態材料的制備方法及其對甲硝唑的熒光傳感性能研究。
技術介紹
1、金屬有機框架(mofs)是指由金屬離子或團簇為中心和有機配體通過配位鍵自組裝形成的具有分子內孔隙的多孔結晶材料，具有孔隙率高，比表面積大，結構和功能多樣性以及不飽和的金屬位點等特點。隨著技術的發展和人們的深入研究，各種各樣的金屬有機框架不斷地被人們發現；并在電化學、氣體吸附和儲存、催化、復合材料、熒光材料、磁性材料等領域展示出廣泛的應用前景。因為金屬有機框架是由有機配體和配位方式多種多樣的金屬簇或金屬離子通過配位鍵所連接成，因此配體不同的結構、金屬離子或者金屬簇的一些不同的配位習性等都會對金屬有機框架的結構產生很大的影響。但是因為配位鍵的方向性一般沒有共價鍵明確，其鍵能一般情況下也比較低，所以反應的條件(其中包括反應環境)也對配位聚合物的結構有很大的影響。兩性離子型配體是一種多功能配體，因其吡啶n和羧基，使得兩性離子型配體能夠以多種配位方式與金屬離子進行配位，從而形成結構不同且功能多樣的金屬有機框架材料。這些材料通常在熒光領域應用廣泛，且通過改變兩性離子型配體的配位環境可以改進材料的熒光性質，所以基于兩性離子型配體的金屬有機框架的制備是一個具有創新性和挑戰力的研究方向，有利于熒光傳感材料的開發應用。
2、甲硝唑屬于硝基米唑類抗生素，常用的有片劑、注射液等。臨床上，甲硝唑是一種抗感染常用藥物；主要用作抗生素和抗原蟲劑，用于治療或預防厭氧菌引起的系統或局部感染，如腹腔、消化道、女性生殖道、下呼吸道、
技術實現思路
1、本專利技術的目的在于一種新型的具有良好穩定性的基于兩性離子型配體的二維鉛基金屬有機框架晶態材料及其制備方法，以及其對甲硝唑的熒光傳感性能。
2、為實現上述專利技術目的，本專利技術的技術方案具體如下：
3、一種基于兩性離子型配體的二維鉛基金屬有機框架晶態材料的制備方法，包括：將兩性離子型配體1,1'-雙(4-羧基苯基)(4,4'-聯吡啶)二氯化物(h2bcbpcl2)和溴化鉛加入由去離子水和乙醇組成的混合液中，攪拌45分鐘后置于聚四氟乙烯反應釜中加熱反應一段時間，得到黃色塊狀晶體，即為基于兩性離子型配體的二維鉛基金屬有機框架晶態材料，其分子式為[pb3br6(bcbp)]n。
4、進一步的，所述兩性離子型配體和溴化鉛的摩爾比為1：2。
5、進一步的，所述去離子水和乙醇的體積比為1：2。
6、進一步的，所述加熱溫度為130℃，所述反應時間為4天。
7、本專利技術還提供了由上述合成方法制備的基于兩性離子型配體的二維鉛基金屬有機框架晶態材料；其晶體結構特征為結晶于單斜晶系，p21/n空間群。
8、本專利技術還提供了上述基于兩性離子型配體的二維鉛基金屬有機框架晶態材料對甲硝唑的熒光檢測性能，并探究了其機理。
9、進一步的，所述熒光檢測是隨著甲硝唑的濃度的增加，目標材料在320nm激發下的發光強度逐漸降低；當甲硝唑的濃度達到12.5mm時，熒光淬滅程度高達99.1％。根據sterm-volmer圖和方程得出，甲硝唑對目標材料的淬滅系數為5.94×103m-1；根據lod＝3σ/s方程得出，目標材料對甲硝唑的檢測限lod為1.04×10-4m。
10、進一步的，目標鉛基金屬有機框架晶態材料的激發波長320nm與甲硝唑的紫外可見光譜圖有很大的重疊；表明甲硝唑對目標材料顯著的熒光淬滅效應可歸因于甲硝唑和目標材料之間的激發能競爭吸收。
11、與現有技術相比，本專利技術的有益效果：
12、本專利技術的一種基于兩性離子型配體的二維鉛基金屬有機框架晶態材料具有一種新型二維墻磚結構特征，其骨架由于溴離子的參與而顯示為電中性；具有良好的穩定性，可在空氣中長期存放；
13、本專利技術的合成方法簡單快捷，成本低，可以量產和重復使用；
14、本專利技術的一種基于兩性離子型配體的二維鉛基金屬有機框架晶態材料具有二維墻磚框架結構，其骨架為電中性。目標材料在可見光-紅外區具有強的熒光發射，可以用于廢水中的高靈敏性的甲硝唑的熒光檢測。
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1.一種基于兩性離子型配體的二維鉛基金屬有機框架晶態材料的制備方法，其特征在于，包括：將兩性離子型配體1,1'-雙(4-羧基苯基)(4,4'-聯吡啶)二氯化物(H2bcbpCl2)和溴化鉛加入由去離子水和乙醇組成的混合液中，攪拌45分鐘后置于聚四氟乙烯反應釜中加熱反應一段時間，得到黃色塊狀晶體，即為基于兩性離子型配體的二維鉛基金屬有機框架晶態材料，其分子式為[Pb3Br6(bcbp)]n。
2.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述兩性離子型配體和溴化鉛的摩爾比為1：2；所述去離子水和乙醇的體積比為1：2；所述加熱溫度為130℃，所述反應時間為4天。
3.由以上權利要求所述制備方法制備的基于兩性離子型配體的鉛基金屬有機框架晶態材料。
4.根據權利要求1-2所述的制備方法，得到的二維鉛基金屬有機框架晶態材料。X-射線單晶衍射數據解析結果顯示，其結晶于單斜晶系，P21/n空間群。在目標材料不對稱結構單元中，包含3個的Pb(Ⅱ)離子，1個去質子的bcbp配體和6個溴離子。3個鉛離子呈現出不相同的配位模式和不同的配位環境。其中，Pb1為五配位的
5.根據權利要求1-2所述的制備方法，得到的二維鉛基金屬有機框架晶態材料，具有較好的熱穩定性。熱重數據顯示，目標材料在331℃之前沒有任何重量缺失；其二維骨架結構可以穩定到331℃。
6.權利要求1-5中所述基于兩性離子型配體的二維鉛基金屬有機框架晶態材料具有對甲硝唑具有熒光檢測的性能；檢測限低。
7.根據權利要求6所述的性質，其特征在于，目標鉛基金屬有機框架晶態材料在接觸甲硝唑后其熒光發射出現淬滅現象，顯示出熒光傳感效果。隨著甲硝唑的濃度的逐漸增加，目標材料在320nm激發下的發光強度逐漸降低；當甲硝唑的濃度達到12.5mM時，熒光淬滅程度高達99.1％。根據SV方程得出，甲硝唑對目標材料的淬滅系數為5.94×103M-1；根據LOD＝3σ/S方程得出，目標材料對甲硝唑的檢測限LOD為1.04×10-4M。
8.根據權利要求6-7所述的性質，研究了目標鉛基金屬有機框架晶態材料對甲硝唑熒光淬滅的機理。其特征在于，目標鉛基金屬有機框架晶態材料熒光淬滅前后的紅外光譜和粉末X射線衍射數據沒有發生變化；表明熒光淬滅前后其沒有結構變化或新的化學鍵形成。進一步地，目標鉛基金屬有機框架晶態材料的激發波長320nm，與甲硝唑的紫外可見光譜圖有很大的重疊，證明甲硝唑對目標材料顯著的熒光淬滅效應可歸因于甲硝唑和目標材料之間的激發能競爭吸收。
...【技術特征摘要】
1.一種基于兩性離子型配體的二維鉛基金屬有機框架晶態材料的制備方法，其特征在于，包括：將兩性離子型配體1,1'-雙(4-羧基苯基)(4,4'-聯吡啶)二氯化物(h2bcbpcl2)和溴化鉛加入由去離子水和乙醇組成的混合液中，攪拌45分鐘后置于聚四氟乙烯反應釜中加熱反應一段時間，得到黃色塊狀晶體，即為基于兩性離子型配體的二維鉛基金屬有機框架晶態材料，其分子式為[pb3br6(bcbp)]n。
2.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述兩性離子型配體和溴化鉛的摩爾比為1：2；所述去離子水和乙醇的體積比為1：2；所述加熱溫度為130℃，所述反應時間為4天。
3.由以上權利要求所述制備方法制備的基于兩性離子型配體的鉛基金屬有機框架晶態材料。
4.根據權利要求1-2所述的制備方法，得到的二維鉛基金屬有機框架晶態材料。x-射線單晶衍射數據解析結果顯示，其結晶于單斜晶系，p21/n空間群。在目標材料不對稱結構單元中，包含3個的pb(ⅱ)離子，1個去質子的bcbp配體和6個溴離子。3個鉛離子呈現出不相同的配位模式和不同的配位環境。其中，pb1為五配位的模式(包括來自1個bcbp配體上羧基的2個氧原子和3個配位溴離子)，呈現變形的三角雙錐構型。pb2顯示四配位的模式(即4個配位溴離子)，呈現變形四面體構型。pb3則為五配位的模式(包括來自1個bcbp配體上羧基的2個氧原子和3個配位溴離子)，呈現變形四方錐構型。去質子bcbp配體顯示出[2.11111111]的配位模式。4個不對稱單元以首尾相連的方式通過pb(3)-o...
【專利技術屬性】
技術研發人員：劉映雪，蓋艷麗，周奕，張摯源，陸詩淇，陳雨璐，李奕昊，姚宇，
申請(專利權)人：江蘇師范大學，
類型：發明
國別省市：
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