一种铅配位聚合物离子荧光探针材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种铅配位聚合物离子荧光探针材料及其制备方法和应用，属于配合物制备技术领域。所述铅配位聚合物离子荧光探针材料的空间群为P21，通过以5‑溴基间苯二甲酸为配体与Pb

【技术实现步骤摘要】
一种铅配位聚合物离子荧光探针材料及其制备方法和应用
本专利技术属于配合物制备
，具体涉及一种铅配位聚合物离子荧光探针材料及其制备方法和应用。
技术介绍
铁元素是生命体中含量最多的微量元素，细胞水平的生物和化学过程很多都需要铁离子的参与。它是维持人体生命活动相关酶的重要组分，另外铁离子的运输、储存及平衡都与生命体紧密相关，铁离子的过量和缺乏都能导致生命体机能的紊乱。近几年来，通过荧光探针技术检测铁离子已经引起很大的关注。传统有机染料分子型荧光探针与Fe3+发生配位作用，荧光强度显著变化，从而实现对铁离子的探测。然而这些有机荧光探针也有一些缺点，例如制备成本高、纯度低、荧光稳定性差，易被氧化、易被光漂白等。重铬酸钾是一种有毒且有致癌性的强氧化剂，室温下为橙红色固体。它被国际致癌研究机构(IARC)规划为第一类致癌物质，而且是强氧化剂，在实验室和工业中都有很广泛的应用。重铬酸钾主要在化学工业中作生产铬盐产品如三氧化二铬等主要原料；火柴工业用作制造火柴头的氧化剂；搪瓷工业用于制造搪瓷瓷釉粉，使搪瓷成绿色；玻璃工业用作着色剂；印染工业用作媒染剂；香料工业用作氧化剂等；另外，还是测试水体化学耗氧量(COD)的重要试剂之一。酸化的重铬酸钾与酒精反应后由橙红色变为灰绿色，以检验司机是否酒后驾驶，或化学生物中检验是否有酒精生成。实验室中废弃的重铬酸钾绝对不允许直接排放，而是需要将其送至专业处理公司进行处理。重铬酸钾中正六价的铬元素有很强的毒性，进入人体的铬被沉积在人体组织内，代谢和被清除的速度缓慢。因此，重铬酸钾的分析检测显得尤为重要。迄今为止，重铬酸钾的检测方法主要是氧化还原滴定法，但这种方法有前处理过程繁琐和分析时间长等不足之处。针对以上问题，建立简单快速且灵敏度高的Fe3+和重铬酸钾检验新方法引起人们的关注，并成为研究重点。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种铅配位聚合物离子荧光探针材料及其制备方法和应用，通过铅配位聚合物离子荧光探针材料可快速检验铁离子和重铬酸离子。本专利技术是通过以下技术方案来实现：一种铅配位聚合物离子荧光探针材料，所述铅配位聚合物离子荧光探针材料的化学式为：[Pb4(Br-bdc)4(DMF)]n，n为正整数；其中，DMF为N，N-二甲基甲酰胺，Br-bdc2为5-溴基间苯二甲酸离子。更优地，铅配位聚合物离子荧光探针材料的Pb2+的配位模式包括六配位、八配位和九配位。更优地，铅配位聚合物离子荧光探针材料的重复单元包含四个独立的中心Pb2+离子，命名为Pb1、Pb2、Pb3和Pb4；Pb1采取六配位模式，分别与四个Br-bdc上的四个羧基氧原子和两个DMF分子上的氧原子进行单齿配位；Pb2采取九配位模式，分别与五个Br-bdc上的八个羧基氧原子和一个DMF分子上的氧原子进行配位，其中三个Br-bdc采取螯合配位模式，剩余两个Br-bdc采取单齿配位模式；Pb3采取八配位模式，分别与六个Br-bdc上的八个羧基氧原子进行配位，其中两个Br-bdc采取螯合配位模式，剩余四个Br-bdc采取单齿配位模式；Pb4采取六配位模式，分别与五个Br-bdc上的六个羧基氧原子进行配位，其中一个Br-bdc采取螯合配位模式，剩余四个Br-bdc采取单齿配位模式。更优地，5-溴基间苯二甲酸采取μ4-(η2:η1),(η2:η1)、μ6-(η1:η2:η1),(η1:η2:η1)和μ4-(η2:η1),(η1:η1)三种配位模式。更优地，5-溴基间苯二甲酸与Pb通过配位方式连接形成了三维结构。更优地，铅配位聚合物离子荧光探针材料为单斜晶系，空间群为P21，单胞参数为β＝108.162(2)O；Z＝4。本专利技术还公开了铅配位聚合物离子荧光探针材料的制备方法，包括以下步骤：1)按照5-溴基间苯二甲酸、Pb2+的可溶性盐和N，N-二甲基甲酰胺溶液的用量比为(0.2～0.4)mmol：(0.2～0.4)mmol：(10～15)mL的比例，称量5-溴基间苯二甲酸、Pb2+的可溶性盐和N，N-二甲基甲酰胺溶液；2)将5-溴基间苯二甲酸溶解于N，N-二甲基甲酰胺溶液中，制得混合溶液；将Pb2+的可溶性盐加入混合溶液；3)在密封条件下，在140～160℃下恒温处理24～72h，然后缓慢冷却至室温，过滤，洗涤，得到无色块状多面体晶体，即为铅配位聚合物离子荧光探针材料。更优地，Pb2+的可溶性盐为硝酸铅、硫酸铅或氯化铅。更优地，所述洗涤为用新鲜DMF溶剂洗涤。本专利技术还公开了铅配位聚合物离子荧光探针材料在LED灯、彩色灯、彩色显示器、化学传感器或荧光探针制备中的应用。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益的技术效果：本专利技术公开的铅配位聚合物离子荧光探针材料，利用5-溴基间苯二甲酸为配体与Pb2+的可溶性盐制备得到铅的配位聚合物，其重复单元为不对称单元，不对称单元包含四个Pb2+、四个Br-bdc2和一个配位的DMF分子，通过荧光光谱仪测试表明该聚合物在392nm处有黄色荧光，聚合物具有良好的荧光性能，发光强度相当强；在室温下通过荧光光谱仪测试表明，该聚合物在水溶液中，铁离子和重铬酸离子对该配合物在431nm处有较强荧光碎灭效应，从而作为荧光探针识别检测铁离子和重铬酸离子，在发光材料、化学传感器、环境等领域都具有很好的应用前景。本专利技术公开的铅配位聚合物离子荧光探针材料的制备方法，首先将5-溴基间苯二甲酸溶解于N，N-二甲基甲酰胺溶液中，再加入Pb2+的可溶性盐，密封反应，最终得到铅配位聚合物，工艺简单，成本低廉，在室温下通过荧光光谱仪测试表明，该聚合物在392nm处有黄色荧光，且性能良好。附图说明图1为配合物[Pb4(Br-bdc)4(DMF)]n的不对称单元结构图；图2为配合物[Pb4(Br-bdc)4(DMF)]n的金属离子配位模式结构图；图3为配合物[Pb4(Br-bdc)4(DMF)]n的配体配位模式结构图；其中，图A是μ4-(η2:η1),(η2:η1)配位模式结构图，图B是μ6-(η1:η2:η1),(η1:η2:η1)配位模式结构图，图C是μ4-(η2:η1),(η1:η1)配位模式结构图；图4为配合物[Pb4(Br-bdc)4(DMF)]n的三维结构图；图5为配合物[Pb4(Br-bdc)4(DMF)]n的粉末衍射图；图6为配合物[Pb4(Br-bdc)4(DMF)]n的热重分析图；图7为配合物[Pb4(Br-bdc)4(DMF)]n的荧光光谱图；图8为配合物[Pb4(Br-bdc)4(DMF)]n与配体的CIE图；图9为不同浓度的Fe3+对配位聚合物的荧光碎灭光谱图，从上至下分别为加入blank-1800ul的不同浓度Fe3+对应曲线，blank代表没有加入Fe3+；图10为不同浓度的Cr2O72-对配位聚合物的荧光碎灭光谱图，从上至下分别为加入blank-1320ul的不同浓度Cr2O72-对应曲线，blank代表没有加入Cr2O72-。具体实施方式下面结合具体的实施例对本专利技术做进一步的详细说明，所述是对本专利技术的解释而不是限定。实施例1一种铅配位聚合物离子荧光探针材料的制备方法，包括以下步骤：1)按照5-溴基间苯二甲酸、硝酸铅和N，N-二甲基甲酰胺溶液的用量比为(0.2mmol)：(0.2mmol)：15mL的比本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种铅配位聚合物离子荧光探针材料，其特征在于，所述铅配位聚合物离子荧光探针材料的化学式为：[Pb4(Br‑bdc)4(DMF)]n，n为正整数；其中，DMF为N，N‑二甲基甲酰胺，Br‑bdc2为5‑溴基间苯二甲酸离子。

【技术特征摘要】
1.一种铅配位聚合物离子荧光探针材料，其特征在于，所述铅配位聚合物离子荧光探针材料的化学式为：[Pb4(Br-bdc)4(DMF)]n，n为正整数；其中，DMF为N，N-二甲基甲酰胺，Br-bdc2为5-溴基间苯二甲酸离子。2.根据权利要求1所述的一种铅配位聚合物离子荧光探针材料，其特征在于，铅配位聚合物离子荧光探针材料的Pb2+的配位模式包括六配位、八配位和九配位。3.根据权利要求2所述的一种铅配位聚合物离子荧光探针材料，其特征在于，铅配位聚合物的重复单元包含四个独立的中心Pb2+离子，命名为Pb1、Pb2、Pb3和Pb4；Pb1采取六配位模式，分别与四个Br-bdc上的四个羧基氧原子和两个DMF分子上的氧原子进行单齿配位；Pb2采取九配位模式，分别与五个Br-bdc上的八个羧基氧原子和一个DMF分子上的氧原子进行配位，其中三个Br-bdc采取螯合配位模式，剩余两个Br-bdc采取单齿配位模式；Pb3采取八配位模式，分别与六个Br-bdc上的八个羧基氧原子进行配位，其中两个Br-bdc采取螯合配位模式，剩余四个Br-bdc采取单齿配位模式；Pb4采取六配位模式，分别与五个Br-bdc上的六个羧基氧原子进行配位，其中一个Br-bdc采取螯合配位模式，剩余四个Br-bdc采取单齿配位模式。4.根据权利要求2所述的一种铅配位聚合物离子荧光探针材料，其特征在于，5-溴基间苯二甲酸采取μ4-(η2:η1),(η2:η1)、μ6-(η1:η2:η1...

【专利技术属性】
技术研发人员：殷政，王策，马养民，史碧波，李茜窈，马维敏，
申请(专利权)人：陕西科技大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61