一种用于Eu制造技术

本发明专利技术涉及一种发光金属有机框架的合成及其在Eu

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种发光金属有机框架在Eu3+敏化中的应用。技术背景发光金属有机框架材料是一类孔隙率高、比表面积大、孔结构可控、化学性质稳定和制备过程简单的新型多孔晶态发光材料。最近研究表明，该类材料在稀土离子保护和敏化方面具有潜在的应用价值，成为新一代可调节的发光材料。发光金属有机框架材料作为新一代可调节发光材料主要有以下两个原因1)发光金属有机框架具有多孔特性和高比表面积，能吸收大量稀土离子，从而提高检测灵敏度；2)拥有不同功能基团的金属有机框架可以产生一个保护性的支架，避免在主-客体系中稀土离子的水合淬灭。文献上用金属有机框架来保护和敏化稀土离子的报道还很少。我们选择以噻吩环为中心，并引入多配位点的羧基基团和极性酰胺基团，使配体不仅能以多种灵活的配位方式与金属离子键合形成多孔的发光金属有机框架材料，而且可以通过利用酰胺基团与客体分子之间的相互作用引起金属有机框架材料发光行为变化的特性，实现对稀土离子的选择性保护和敏化。基于以上分析我们探究了以2，5-二-(3，5-二羧基苯基)噻吩二甲酰胺作为有机配体与镉离子构筑的发光金属有机框架在稀土离子保护和敏化中的应用。
技术实现思路
本专利技术的目的在于探究一种发光金属有机框架材料在稀土离子保护和敏化中的应用，从而为稀土离子在水溶液中的保护提供实验基础。为实现上述目的，本专利技术采用下述技术方案：本专利技术采用溶剂热法制备了2，5-二-(3，5-二羧基苯基)噻吩二甲酰胺(H4L)和CdCl2·5/2H2O形成的发光金属有机框架，其具体制备过程为：将CdCl2·5/2H2O、H4L配体、DMF和水的混合物置于聚四氟乙烯内胆中，在85℃下恒温反应3天，自然冷却至室温，过滤，所得产物用DMF洗涤，室温干燥，得到块状晶体。本专利技术公开的金属有机框架的结构如图1所示，属于三斜晶系，空间群为Pī，晶胞参数为α＝82.19(3)°、β＝76.50(3)°和γ＝70.14(3)°。Z＝2。配合物的不对称单元中包含两个晶体学上独立的镉离子，四个L配体，四个配位的水分子，五个游离的水分子和两个游离的DMF分子。Cd1是七配位的，四个氧原子来自于两个不同的L配体和三个氧原子来自于三个水分子因此Cd1是畸变的五角双锥体。与Cd1不同的是，Cd2是六配位的，四个氧原子来自于两个不同的L配体两个氧原子来自于两个水分子因此Cd2是畸变的八面体。在配合物中，所有的L配体中的羧基一半是去质子化的，另一半是未去质子化的。而且，在配合物中，每个L配体分子分别采取单齿配位和双齿螯合的配位模式，连接Cd离子形成了二维的层状结构。这些二维的层状结构又进一步通过氢键和π-π堆积连接形成3D超分子网状结构，见图2。从图中我们可以看出，配合物具有较大的孔隙，孔隙中填充了溶剂DMF和水分子，通过platon计算可知，除去溶剂分子之后，配合物的孔隙率为22.9％。本专利技术所敏化的稀土离子为Eu3+，Tb3+和La3+。本专利技术保护和敏化稀土离子的方法为，以Eu3+的敏化为例：配制物质的量浓度为10-1M，10-2M，10-3M，10-4M和10-5M的Eu3+的水溶液备用，分别称取5mg合成的金属有机框架加入3mL上述Eu3+的水溶液静置。间隔相同时间分别测量其荧光发射光谱并绘制不同敏化时间和不同敏化浓度的荧光发射光谱。目前尚未见有文献或者专利利用此配合物保护和敏化Eu3+的报道。同理对Tb3+和La3+的敏化效果见附图。这充分说明了本专利技术所提供的荧光传感材料可用于Eu3+的保护和敏化。本专利技术所提供的发光金属有机框架应用具有如下特点：1.合成的发光金属有机框架通过对Eu3+，Tb3+和La3+的敏化测试发现可用作水溶液中Eu3+的封装。2.合成的发光金属有机框架材料在Eu3+的保护和敏化方面具有快速、简便、灵敏等优点。综上所述，本专利技术提供了一种发光金属有机框架保护和敏化Eu3+的一种方法，在稀土离子保护和敏化方面具有潜在的应用价值。附图说明图1为所合成的发光金属有机框架的结构图；图2为所合成的发光金属有机框架的3D超分子结构图；图3为所合成的发光金属有机框架对不同稀土离子的敏化效果图；图4为所合成的发光金属有机框架对不同浓度Eu3+的敏化效果图；图5为所合成的发光金属有机框架对浓度为10-2MEu3+不同时间的敏化效果图；具体实施方式实施例1配合物的合成：将H4L(17.4mg，0.035mmol)、CdCl2·5/2H2O(22.8mg，0.1mmol)、3mLDMF(N，N-二甲基甲酰胺)和2mLH2O混合物置于聚四氟乙烯内胆中，在85℃下恒温反应3天，自然冷却至室温，过滤，所得产物用DMF洗涤，室温干燥，得到块状晶体[Cd2(H2L)2(H2O)5]·5H2O·2DMF。实施例2(敏化稀土离子的选择)，过程如下：配制物质的量浓度为10-2M的Eu3+，Tb3+和La3+水溶液备用，分别称取5mg合成的金属有机框架加入3mL上述不同稀土离子的水溶液静置。两天后测量其荧光发射光谱并绘制荧光发射光谱见图3。实施例3(不同浓度Eu3+的敏化)，过程如下：配制物质的量浓度为10-1M，10-2M，10-3M，10-4M和10-5M的Eu3+的水溶液备用，分别称取5mg合成的金属有机框架加入3mL上述Eu3+的水溶液静置。分别测量其荧光发射光谱并绘制不同敏化浓度的荧光发射光谱见图4。实施例4(10-2MEu3+的不同敏化时间)，过程如下：配制物质的量浓度为10-2M的Eu3+的水溶液备用，分别称取5mg合成的金属有机框架加入3mL上述Eu3+的水溶液静置。间隔相同时间分别测量其荧光发射光谱并绘制不同敏化时间的荧光发射光谱见图5。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可用于Eu3+敏化的发光金属有机框架的制备方法，采用溶剂热法制备镉盐和2，5‑二‑(3，5‑二羧基苯基)噻吩二甲酰胺(H4L)配体形成的发光金属有机框架，其具体制备过程为：H4L配体和CdCl2·5/2H2O按摩尔比3.5∶10加入DMF 3mL和蒸馏水2mL混合置于聚四氟乙烯内胆中，在85℃下恒温反应3天，然后自然冷却至室温，过滤，所得产物用DMF洗涤，室温干燥，得到块状晶体[Cd2(H2L)2(H2O)5]·5H2O·2DMF。

【技术特征摘要】
1.一种可用于Eu3+敏化的发光金属有机框架的制备方法，采用溶剂热法制备镉盐和2，5-二-(3，5-二羧基苯基)噻吩二甲酰胺(H4L)配体形成的发光金属有机框架，其具体制备过程为：H4L配体和CdCl2·5/2H2O按摩尔比3.5∶10加入DMF3mL和蒸馏水2mL混合置于聚四氟乙烯内胆中，在85℃下恒温反应3天，然后自然冷却至室温，过滤，所得产物用DMF洗涤，室温干燥，得到块状晶体[Cd2(H2L)2(H2O)5]·5H2O·2DMF。2.根据权利要求1所述的发光金属有机框架，其特征在于所述配合物的结构为：晶体属于三斜晶系，空间群为晶胞参数为α＝82.19(3)°、β＝76.50(3)°和...

【专利技术属性】
技术研发人员：王凤勤，于宗超，李秀玉，许珂衡，傅一原，赵永男，
申请(专利权)人：天津工业大学，
类型：发明
国别省市：天津;12