一种具有MnO4制造技术

本发明专利技术公开了一种具有MnO4

A Kind of MnO4

【技术实现步骤摘要】
一种具有MnO4-检测功能的稀土铕配位聚合物及其制备方法
本专利技术涉及一种配位聚合物及其制备方法，具体涉及一种具有MnO4-检测功能的稀土铕配位聚合物及其制备方法，属于化学

技术介绍
高锰酸钾(KMnO4)，作为实验室和工业生产中重要的氧化剂，广泛应用于As(Ⅲ)等污染物和污水中有害有机物的去除。当大规模滥用和任意排放KMnO4时，环境水中就会含有过多的高锰酸根离子(MnO4-)，这不但会引起呼吸道感染和皮肤刺激，而且还会导致环境污染，造成严重的安全隐患。因此，在分析
和环境科学领域，寻找快速、灵敏的检测MnO4-的方法，对改善人类健康和保护环境具有十分重要的意义。在现有的检测MnO4-的方法中，荧光法因具有检测速度快、灵敏度高、检测限低、操作简便、易于观察等优点，被广泛深入地研究，在金属阳离子、阴离子以及有机分子的检测识别方面具有重要的应用价值。由稀土金属离子和有机配体组装而成的配位聚合物，具有结构规则有序、孔表面可调控、发光颜色明亮、发光寿命长等特点。因此，它是一种在发光检测识别方面具有独特优势和重要应用前景的材料，同时也引起了研究人员强烈的关注。目前，研究人员使用各种有机配体与一些稀土金属离子反应，制备了大量的具有发光特性的配位聚合物，虽然其中有一些配位聚合物表现出了对铬酸根离子(CrO42-)、重铬酸根离子(Cr2O72-)、氟离子(F-)等阴离子的发光检测性能，然而，能够检测MnO4-的配位聚合物却极少。
技术实现思路
为解决现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种具有MnO4-检测功能的稀土铕配位聚合物及其制备方法。为了实现上述目标，本专利技术采用如下的技术方案：一种具有MnO4-检测功能的稀土铕配位聚合物，其特征在于，该配位聚合物的化学式为[Eu(L)3(H2O)2]n，式中L为配体，具体是3-甲基-4-氰基苯甲酸的负一价阴离子，结构式如下：该配位聚合物[Eu(L)3(H2O)2]n属于单斜晶系，P21/c空间群，一个不对称单元中包含一个独立的稀土铕离子、三个L配体和两个配位的水分子，每个稀土铕离子中心与九个氧原子配位，这九个氧原子分别来自于六个L配体中的七个羧酸基团和两个配位的水分子，相邻的稀土铕离子被L配体桥联，形成链状配位聚合物；该配位聚合物[Eu(L)3(H2O)2]n的激发波长为394nm，发射波长为577nm、591nm、617nm、652nm和697nm，表现出肉眼可观察的明亮的红光。前述的具有MnO4-检测功能的稀土铕配位聚合物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：Step1：将六水合硝酸铕、3-甲基-4-氰基苯甲酸和水以1:1:400～500的摩尔比混合，搅拌均匀，得到混合液；Step2：将混合液密封于反应釜中，加热到140～160℃，保持60～96h；Step3：将反应釜缓慢冷却到室温，得到无色块状晶体。前述的制备方法，其特征在于，在Step3中，将反应釜的降温速度控制在5～8℃/h。本专利技术的有益之处在于：(1)本专利技术提供的配位聚合物[Eu(L)3(H2O)2]n，具有MnO4-检测功能，并且选择性好、灵敏度高，检测限低至8.44×10-4mol/L，能够简便、快速、准确地检测出水相中的MnO4-；(2)本专利技术提供的配位聚合物[Eu(L)3(H2O)2]n，热稳定温度高，达到了380℃，这为其后续应用提供了必备条件；(3)本专利技术提供的配位聚合物[Eu(L)3(H2O)2]n，可发出肉眼可见的红色光，并且颜色明亮，易于观察；(4)本专利技术提供的配位聚合物[Eu(L)3(H2O)2]n的制备方法，工艺简单，反应条件温和，原料便宜易得；(5)本专利技术提供的配位聚合物[Eu(L)3(H2O)2]n的制备方法，所使用的溶剂为水，避免了有毒有机溶剂的使用，更加环保；(6)本专利技术提供的配位聚合物[Eu(L)3(H2O)2]n的制备方法，所得产物的产率高，达到了60％以上。附图说明图1是配位聚合物[Eu(L)3(H2O)2]n的配位环境示意图；图2是配位聚合物[Eu(L)3(H2O)2]n的一维链结构示意图；图3是配位聚合物[Eu(L)3(H2O)2]n的X-射线粉末衍射图；图4是配位聚合物[Eu(L)3(H2O)2]n在氮气氛围下的失重曲线图；图5是配位聚合物[Eu(L)3(H2O)2]n的荧光发射光谱图；图6是配位聚合物[Eu(L)3(H2O)2]n在不同阴离子钾盐水溶液中的发光强度对比图；图7是配位聚合物[Eu(L)3(H2O)2]n对不同浓度MnO4-溶液的发光响应图；图8是配位聚合物[Eu(L)3(H2O)2]n的发光强度与MnO4-浓度的拟合曲线图。具体实施方式以下结合附图和具体实施例对本专利技术作具体的介绍。第一部分：具有MnO4-检测功能的稀土铕配位聚合物的结构本专利技术提供的具有MnO4-检测功能的稀土铕配位聚合物，其化学式为[Eu(L)3(H2O)2]n，式中L为配体，具体是3-甲基-4-氰基苯甲酸的负一价阴离子，结构式如下：对该配位聚合物[Eu(L)3(H2O)2]n的晶体进行结构表征和解析，确定其晶胞和空间结构如下：该配位聚合物[Eu(L)3(H2O)2]n属于单斜晶系，P21/c空间群，一个不对称单元中包含一个独立的稀土铕离子、三个L配体和两个配位的水分子，如图1所示，每个稀土铕离子中心与九个氧原子配位，这九个氧原子分别来自于六个L配体中的七个羧酸基团和两个配位的水分子，相邻的稀土铕离子被L配体桥联，形成链状配位聚合物，结构如图2所示。对该配位聚合物[Eu(L)3(H2O)2]n进行X射线粉末衍射测试，衍射结果如图3所示，该结果表明：配位聚合物[Eu(L)3(H2O)2]n具有很好的纯度。对该配位聚合物[Eu(L)3(H2O)2]n进行热重分析，在氮气氛围下的失重曲线如图4所示，该失重曲线表明：配位聚合物[Eu(L)3(H2O)2]n可以在氮气氛围下稳定到380℃，热稳定性优异。对该配位聚合物[Eu(L)3(H2O)2]n进行荧光光谱分析，当激发波长为394nm时，配位聚合物[Eu(L)3(H2O)2]n具有优良的发光特性，在577nm、591nm、617nm、652nm和697nm处具有Eu3+的特征发射峰，如图5所示，并且表现出了肉眼可观察的明亮的红光。经检测，该配位聚合物[Eu(L)3(H2O)2]n的发光寿命为412.9ms，量子产率为3.06％。基于该配位聚合物[Eu(L)3(H2O)2]n具有优良的发光性能，我们研究了激发波长为394nm时，配位聚合物[Eu(L)3(H2O)2]n在不同阴离子钾盐(K2S2O3、KBr、CH3COOK、K3PO4、K2S、K2CO3、KNO3、K2SO4、KClO4、KMnO4)水溶液中的发光强度，如图6所示。该对比图表明：MnO4-对溶液的发光具有最明显的猝灭效应，配位聚合物[Eu(L)3(H2O)2]n对MnO4-具有优良的选择性发光检测性能。另外，我们利用该配位聚合物[Eu(L)3(H2O)2]n对水相中的MnO4-发光检测进行了进一步深入地探究。向配位聚合物[Eu(L)3(H2O)2]n的水溶液中加入不同量的KMnO4水溶液，测试发射光谱，测试结果如图7所示。由图7可知，随着MnO4-浓度的不断上本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有MnO4

【技术特征摘要】
1.一种具有MnO4-检测功能的稀土铕配位聚合物，其特征在于，该配位聚合物的化学式为[Eu(L)3(H2O)2]n，式中L为配体，具体是3-甲基-4-氰基苯甲酸的负一价阴离子，结构式如下：该配位聚合物[Eu(L)3(H2O)2]n属于单斜晶系，P21/c空间群，一个不对称单元中包含一个独立的稀土铕离子、三个L配体和两个配位的水分子，每个稀土铕离子中心与九个氧原子配位，这九个氧原子分别来自于六个L配体中的七个羧酸基团和两个配位的水分子，相邻的稀土铕离子被L配体桥联，形成链状配位聚合物；该配位聚合物[Eu(L)3(H2O)2]n的激发波长为394n...

【专利技术属性】
技术研发人员：侯磊，刘歌，刘洋，卢瑜珂，王尧宇，
申请(专利权)人：西北大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61