多孔金属有机配合物作为探针在荧光检测铝离子中的应用制造技术

本发明专利技术公开了一种多孔金属有机配合物作为探针在荧光检测铝离子中的应用，该配合物的结构单元为[(CH3)2NH2][Mg3(OH)(DHBDC)3(PTP)]，DHBDC代表2,5‑二羟基对苯二甲酸二价阴离子，PTP代表4′‑(4‑吡啶)‑4,2′:6′,4"‑三联吡啶。该配合物在0～1.2μmol/L范围内，荧光强度随铝离子浓度增加而减弱，呈现荧光猝灭的状态，在4.2～15μmol/L范围内随铝离子浓度增加荧光强度逐渐增强，呈现荧光增强的状态，即对铝离子检测呈现荧光“关‑开”效应，检测限可以达到28nmol/L。将该配合物做成试纸，紫外灯下可以明显区分铝离子的存在，回收检测铝离子后的试纸，用N,N‑二甲基乙酰胺浸泡后，该试纸的荧光光谱及紫外灯下的颜色恢复为最初的光谱及颜色，具有很好循环使用性。

Application of Porous Metal-Organic Complexes as Probes in Fluorescence Detection of Aluminium Ions

The invention discloses the application of a porous metal organic complex as a probe in fluorescence detection of aluminium ions. The structural unit of the complex is [(CH3) 2NH2] [Mg3 (OH) (DHBDC) 3 (PTP)], DHBDC represents 2,5 dihydroxy terephthalic acid bivalent anion, PTP represents 4 (4 pyridine)4,2:6', and 4 tripyridine. In the range of 0-1.2 umol/L, the fluorescence intensity of the complex decreases with the increase of aluminium ion concentration, showing a fluorescence quenching state. In the range of 4.2-15 umol/L, the fluorescence intensity gradually increases with the increase of aluminium ion concentration, showing a fluorescence enhancement state. That is to say, the fluorescence detection of aluminium ion presents a fluorescence \off\ effect, and the detection limit can reach 28 nmol/L. The complex can be used as a test paper to distinguish the presence of aluminium ions under ultraviolet lamp. The test paper recovered after detecting aluminium ions was immersed in N, N -dimethylacetamide. The fluorescence spectrum and color of the test paper restored to the original spectrum and color under ultraviolet lamp. The test paper has good recyclability.

【技术实现步骤摘要】
多孔金属有机配合物作为探针在荧光检测铝离子中的应用
本专利技术属于铝离子的检测
，具体涉及一种采用多孔金属有机配合物作为探针在荧光检测铝离子中的应用。
技术介绍
铝是地壳中含量仅次于氧、硅的第三种元素。铝金属及其合金由于具有耐腐蚀、密度小、导热导电性好及延展性好等优点被广泛应用在各行业中。极少量Al3+不会对人体造成危害，但过量的Al3+对人体的危害较大。该离子的危害虽已被大多数人所熟知，但未受到足够的重视。Al3+可与蛋白质结合，直接损伤中枢神经系统，铝在脑中蓄积可引起大脑神经的退化，记忆力衰退，智力和性格也会受到影响，甚至呈现老年性痴呆。因此，对铝离子的检测在环境保护和人体健康方面，具有很重要的意义。世界卫生组织的研究表明，人体每公斤体重每天允许摄入的铝不能超过1mg。目前，Al3+的检测方法主要包括原子吸收光谱法、原子发光光谱法、电化学方法及色谱层析法等，这些方法通常具有良好的灵敏度和重复性，但也存在仪器昂贵、检测耗时、操作繁琐等缺点。荧光光谱法因其具有选择性好、灵敏度高、精确度高及不破坏生物样品等优点而备受关注。但是由于铝离子作为一种硬酸，配位能力相对较过渡金属Zn和Cd弱很多，使得其很难形成一定的光谱特征，而这也影响了荧光对Al3+检测技术的发展。而配位聚合物作为最具有应用前景的一种晶体材料，可以通过合理的选择金属离子和有机配体，对反应的影响因素进行调控，达到预测和设计一些特殊性能和结构的配位聚合物。特别是，一些开放孔结构中存在的一些功能团能够通过静电、路易斯酸碱作用、氢键等加强该类材料的传感性能。
技术实现思路
本专利技术的目的是为多孔金属有机配合物提供一种新的应用。本专利技术多孔金属有机配合物作为探针在荧光检测铝离子中的应用，其中所述多孔金属有机配合物的结构单元为[(CH3)2NH2][Mg3(OH)(DHBDC)3(PTP)]，式中DHBDC代表脱去两个-COOH上氢原子的2,5-二羟基对苯二甲酸二价阴离子，PTP代表4'-(4-吡啶)-4,2':6',4"-三联吡啶；该配合物属于六方晶系，P6(3)/mmc空间群，晶胞参数为α＝90°，β＝90°，γ＝120°；该配合物根据公布号为CN108570062A的专利技术专利申请中公开的方法制备得到。本专利技术多孔金属有机配合物对铝离子具有很好的传感性能，可作为探针用于荧光检测铝离子，其定性检测的方法为：将多孔金属有机配合物均匀分散于N,N-二甲基乙酰胺中，配制浓度为1～4mg/mL的配合物悬浊液，然后将滤纸在所得悬浊液中浸渍1～2分钟，取出滤纸放在真空干燥箱中40℃烘干，滤纸放在暗厢中，在滤纸上喷洒待测样品溶液，若滤纸颜色变为亮蓝色，说明待测样品溶液中含有铝离子。本专利技术多孔金属有机配合物作为探针在荧光检测铝离子中的应用，其定量检测方法为：1、将多孔金属有机配合物均匀分散于N,N-二甲基乙酰胺中，配制浓度为1～4mg/mL的配合物悬浊液，然后向所得悬浊液中加入不同浓度铝离子标准样品，采用荧光分光光度计检测不同浓度铝离子对应体系的荧光光谱；当铝离子浓度不大于1.2μmol/L时，绘制铝离子浓度随I/I0变化的标准曲线，其中I0是不添加铝离子时体系在505nm处的荧光强度，I是添加不同浓度的铝离子后对应体系在505nm处的荧光强度；当铝离子浓度为4.2～15μmol/L时，绘制铝离子浓度随I'/I4.2变化的标准曲线，其中I4.2是铝离子浓度为4.2μmol/L时对应体系在460nm处的荧光强度，I'是添加不同浓度的铝离子后对应体系在460nm处的荧光强度。2、按照步骤1的方法用荧光光谱仪测量待测铝离子样品的荧光光谱，若其最大荧光强度峰在505nm处，结合步骤1中铝离子浓度随I/I0变化的标准曲线的线性方程计算待测样品中铝离子的浓度；若其最大荧光强度峰在460nm处，结合步骤1中铝离子浓度随I'/I4.2变化的标准曲线的线性方程计算待测样品中铝离子的浓度。本专利技术的有益效果如下：1、本专利技术多孔金属有机配合物选择具有氧化还原及能够分子内发生质子转移的2,5-二羟基对苯二甲酸作为主要配体，同时选取具有大的共轭作用的4'-(4-吡啶)-4,2':6',4"-三联吡啶作为第二种配体插入，使所得配合物孔内具有-OH且具有激发态分子质子转移性能，由于-OH是强的路易斯碱，而Al3+作为强的路易斯酸，根据配位原理，配合物孔内的-OH与铝离子具有很好的配位能力，进而对铝离子具有很好的选择性检测能力。2、本专利技术多孔金属有机配合物对铝离子荧光检测具有“开-关”特点，可以肉眼判断铝离子的浓度范围，并且在众多金属离子中，对铝离子具有很好的选择性，对铝离子具有很低的检测限及明显的颜色变化，其检测限可以达到28nmol/L，是一种很好的检测铝离子的探针。3、本专利技术多孔金属有机配合物可以做成试纸，在紫外灯下可以明显区分铝离子的存在，更加方便快捷的实现现场对铝离子响应的效果。将检测铝离子之后的试纸回收，并用N,N-二甲基乙酰胺浸泡之后，回收得到的试纸的荧光光谱及紫外灯下的颜色恢复为最初的光谱及颜色，可以重新做为试纸使用，具有很好循环使用性。附图说明图1是配合物与N,N-二甲基乙酰胺形成的悬浊液中加入不同的金属离子对应的荧光光谱图。图2是配合物与N,N-二甲基乙酰胺形成的悬浊液中加入不同的金属离子对应的荧光强度比值。图3是配合物与N,N-二甲基乙酰胺形成的悬浊液中加入不同金属离子紫外灯照射下对应的颜色图。图4是配合物与N,N-二甲基乙酰胺形成的悬浊液中加入不同浓度的铝离子对应的荧光光谱图。图5是配合物与N,N-二甲基乙酰胺形成的悬浊液及加入铝离子对应的CIE坐标中颜色变化图。图6是配合物与N,N-二甲基乙酰胺形成的悬浊液中加入不同浓度的铝离子对应的荧光最大发射峰强度直线拟合图。图7是配合物与N,N-二甲基乙酰胺形成的悬浊液和加入不同浓度的铝离子以后紫外灯照射下对应的颜色变化图。图8是配合物试纸上喷洒入不同金属离子以后紫外灯照射下对应的颜色变化图。图9是配合物固体喷洒铝离子溶液及重复3次喷洒的紫外灯照射下对应的颜色变化图。图10是配合物固体喷洒铝离子溶液及重复3次以后的X-射线衍射比对图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术进一步详细说明，但本专利技术的保护范围不仅限于这些实施例。实施例11、配合物对铝离子选择性能的测试将50mg多孔金属有机配合物用研钵研细后超声分散于50mLN,N-二甲基乙酰胺中，配制成浓度为1mg/mL的配合物悬浊液，该悬浊液在最大激发波长362nm的激发下，其最大发射峰在505nm处。取3mL1mg/mL的配合物悬浊液加入4mL比色皿中，分别向比色皿中加入30μL0.001mol/LLi(NO3)、Mn(NO3)2、Zn(NO3)2、Cd(NO3)2、Co(NO3)2、Ni(NO3)2、Cu(NO3)2、Pb(NO3)2、Al(NO3)3、Cr(NO3)3、Ga(NO3)3、In(NO3)3、Fe(NO3)3、Nd(NO3)3、Er(NO3)3、Y(NO3)3的N,N-二甲基乙酰胺溶液，采用荧光分光光度计在激发波长为362nm下，固定狭缝宽度为3nm，测试不同金属离子对应体系的荧光光谱。由图1和2可见，该配合物对铝离子的荧光效应明显与其他的金属离子不同，铝离子具本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.多孔金属有机配合物作为探针在荧光检测铝离子中的应用，其特征在于：所述的多孔金属有机配合物的结构单元为[(CH3)2NH2][Mg3(OH)(DHBDC)3(PTP)]，式中DHBDC代表脱去两个‑COOH上氢原子的2,5‑二羟基对苯二甲酸二价阴离子，PTP代表4'‑(4‑吡啶)‑4,2':6',4"‑三联吡啶；该配合物属于六方晶系，P6(3)/mmc空间群，晶胞参数为

【技术特征摘要】
1.多孔金属有机配合物作为探针在荧光检测铝离子中的应用，其特征在于：所述的多孔金属有机配合物的结构单元为[(CH3)2NH2][Mg3(OH)(DHBDC)3(PTP)]，式中DHBDC代表脱去两个-COOH上氢原子的2,5-二羟基对苯二甲酸二价阴离子，PTP代表4'-(4-吡啶)-4,2':6',4"-三联吡啶；该配合物属于六方晶系，P6(3)/mmc空间群，晶胞参数为α＝90°，β＝90°，γ＝120°。2.根据权利要求1所述的多孔金属有机配合物作为探针在荧光检测铝离子中的应用，其特征在于具体检测方法为：将多孔金属有机配合物均匀分散于N,N-二甲基乙酰胺中，配制浓度为1～4mg/mL的配合物悬浊液，然后将滤纸在所得悬浊液中浸渍1～2分钟，取出滤纸真空干燥后放在暗厢中，在滤纸上喷洒待测样品溶液，若滤纸颜色变为亮蓝色，说明待测样品溶液中含有铝离子。3.根据权利要求1所述的多孔金属有机配合物作为探针在荧光检测铝离子中的应用，其特征在于具体检测方法为：(1)将多孔金属有机配合物均匀分散于N,N...

【专利技术属性】
技术研发人员：翟全国，李永鹏，胡满成，李淑妮，蒋育澄，
申请(专利权)人：陕西师范大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61