一种手性MOF膜材料的制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种手性MOF膜材料的制备方法和应用，具体涉及一种泡沫铜负载手性金属有机框架物MOF晶体复合材料的制备方法和应用，属于纳米材料、金属有机配合物纳米材料和分析化学等技术领域。其主要步骤是将L‑天冬氨酸与水的共混液与过硫酸钾的水溶液共混、加热回流溶解，继续加入乙醇和活化的泡沫铜，并加热回流6h，制得泡沫铜负载手性金属有机框架物MOF晶体复合材料，即手性MOF膜材料。采用该复合材料构建手性MOF膜材料传感器，用于L‑组氨酸对映体含量的检测，制备方法简单、易操作，手性检测效果显著。

【技术实现步骤摘要】
一种手性MOF膜材料的制备方法和应用
本专利技术涉及一种手性MOF膜材料的制备方法和应用，具体涉及泡沫铜负载手性金属有机框架物MOF晶体复合材料的制备方法和应用，属于纳米材料、金属有机配合物纳米材料和分析化学等

技术介绍
化合物分子与其镜像无法完全叠合的性质称为手性，手性是自然界本质属性之一。手性金属有机框架材料（MOFs）是由手性有机桥联配体与金属离子或者金属簇通过自组装而成的周期性有序多孔晶态材料。手性MOFs作为一种新型功能材料,因其具有高的比表面积、丰富的拓扑结构、规则的孔结构以及可修饰的孔道表面等特点,使其在手性催化、传感技术等许多领域具有广阔的应用前景。近年来，许多研究者基于金属离子和手性有机配体合成了一些手性MOFs晶体材料，但所用手性有机配体通常结构复杂，并且将其用于手性电化学识别的技术开发少有报道。
技术实现思路
本专利技术的技术任务之一是为了弥补现有技术的不足，提供一种泡沫铜负载手性金属有机框架物MOF晶体复合材料的制备方法，该方法所用原料成本低，制备工艺简单，反应能耗低，具有工业应用前景。本专利技术的技术任务之二是提供该泡沫铜负载手性金属有机框架物MOF晶体复合材料的用途，即将复合材料用于高效检测D-组氨酸和L-组氨酸对映体的含量，该检测仪器成本低、分析效率高、操作方便，操作技术要求低。本专利技术的技术方案如下：1.一种手性MOF膜材料的制备方法，步骤如下：将0.090-0.110g的L-天冬氨酸与3-3.5mL水共混，制得L-天冬氨酸与水的共混液；将0.14-0.16g过硫酸钾溶于3-3.5mL水，制得过硫酸钾的水溶液；将L-天冬氨酸与水的共混液和过硫酸钾的水溶液共混后，加热回流溶解后，加入3-4mL乙醇和活化的泡沫铜，继续加热回流6h，将泡沫铜复合材料取出后，分别用水和乙醇洗涤3次、干燥，制得泡沫铜负载手性金属有机框架物MOF晶体复合材料，即手性MOF膜材料。所述泡沫铜负载手性金属有机框架物MOF晶体复合材料，MOF的化学式为[Cu(L-Asp)]n，其不对称的一个结构单元，是由一个Cu2+、一个L-天冬氨酸负子L-Asp2-组成；所述L-Asp2-构造式如下：所述MOF晶体，为片状纳米晶体。所述活化的泡沫铜，是将0.5cm×0.5cm的泡沫铜，浸渍在9.5-10.5mL、质量分数为9%的稀盐酸中10min，再超声5-10min，用蒸馏水冲洗3次，用乙醇洗2次干燥制得。2.如上所述的制备方法制备的手性MOF膜材料作为电化学传感检测对映体的应用，步骤如下：（1）制备电化学手性传感器将权利要求1制备的手性MOF膜材料作为工作电极、饱和甘汞电极为参比电极、铂丝电极为对电极连接在电化学工作站上，制得了基于手性MOF膜材料电化学手性传感器；（2）检测D-组氨酸和L-组氨酸对映体采用pH7.0、0.1mol•L-1的PBS缓冲溶液，分别配制系列不同浓度的D-组氨酸和L-组氨酸标准溶液，使用步骤（1）制得的电化学手性传感器，采用差分脉冲伏安法，分别测定不同浓度的D-组氨酸和L-组氨酸标准溶液的电流值，绘制基于手性MOF薄膜材料电化学手性传感器的D-组氨酸和L-组氨酸对映体工作曲线；将D-组氨酸或L-组氨酸样品溶于pH7.0、0.1mol•L-1的PBS缓冲溶液中，采用差分脉冲伏安法，测定其电流值，基于工作曲线，获得样品中D-组氨酸和L-组氨酸对映体的含量。该手性MOF膜材料电化学手性传感器对D-组氨酸和L-组氨酸溶液的检测范围为0.1-1.0×10-10g/mL。本专利技术有益的技术效果如下：（1）本专利技术泡沫铜负载手性金属有机框架物MOF晶体复合材料的制备方法，泡沫铜不仅是基材，由于反应体系中加入了过硫酸钾，过硫酸钾与泡沫铜发生氧化还原反应，成为缓慢释放Cu2+离子源，天冬氨酸负离子与泡沫铜上的Cu2+配位反应，生成泡沫铜负载化学式为[Cu(L-Asp)]n的MOF晶体复合材料，该方法合成过程简单；另外采用的L-天冬氨酸配体价廉；使得该制备方法易于工业化。（2）该手性MOF膜材料，即泡沫铜负载手性金属有机框架物MOF晶体复合材料，直接作为工作电极用于手性检测L-组氨酸对映体，避免了将MOF晶体用粘结剂负载在玻碳电极导致的二次加工带来的缺陷；泡沫铜电子导体和手性MOF的协同作用，使得基于该复合材料制备的手性传感器，成功检测L-组氨酸手性对映体的含量，并且具有快速响应、检测范围宽、灵敏度高、操作简单、省时等特点。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术作进一步描述，但本专利技术的保护范围不仅局限于实施例，该领域专业人员对本专利技术技术方案所作的改变，均应属于本专利技术的保护范围内。实施例1.一种手性MOF膜材料的制备方法将0.090g的L-天冬氨酸与3mL水共混，制得L-天冬氨酸与水的共混液；将0.14g过硫酸钾溶于3mL水，制得过硫酸钾的水溶液；将L-天冬氨酸与水的共混液和过硫酸钾的水溶液共混后，加热回流溶解后，加入3mL乙醇和活化的泡沫铜，继续加热回流6h，将泡沫铜复合材料取出后，分别用水和乙醇洗涤3次、干燥，制得泡沫铜负载手性金属有机框架物MOF晶体复合材料，即手性MOF膜材料。所述MOF晶体，为片状纳米晶体；所述活化的泡沫铜，是将0.5cm×0.5cm的泡沫铜，浸渍在9.5mL、质量分数为9%的稀盐酸中10min，再超声5min，用蒸馏水冲洗3次，用乙醇洗2次干燥制得。实施例2.一种手性MOF膜材料的制备方法将0.110g的L-天冬氨酸与3.5mL水共混，制得L-天冬氨酸与水的共混液；将0.16g过硫酸钾溶于3.5mL水，制得过硫酸钾的水溶液；将L-天冬氨酸与水的共混液和过硫酸钾的水溶液共混后，加热回流溶解后，加入4mL乙醇和活化的泡沫铜，继续加热回流6h，将泡沫铜复合材料取出后，分别用水和乙醇洗涤3次、干燥，制得泡沫铜负载手性金属有机框架物MOF晶体复合材料，即手性MOF膜材料。所述MOF晶体，为片状纳米晶体。所述活化的泡沫铜，是将0.5cm×0.5cm的泡沫铜，浸渍在10.5mL、质量分数为9%的稀盐酸中10min，再超声10min，用蒸馏水冲洗3次，用乙醇洗2次干燥制得。实施例3.一种手性MOF膜材料的制备方法将0.100g的L-天冬氨酸与3.2mL水共混，制得L-天冬氨酸与水的共混液；将0.15g过硫酸钾溶于3.3mL水，制得过硫酸钾的水溶液；将L-天冬氨酸与水的共混液和过硫酸钾的水溶液共混后，加热回流溶解后，加入3.5mL乙醇和活化的泡沫铜，继续加热回流6h，将泡沫铜复合材料取出后，分别用水和乙醇洗涤3次、干燥，制得泡沫铜负载手性金属有机框架物MOF晶体复合材料，即手性MOF膜材料。所述MOF晶体，为片状纳米晶体。所述活化的泡沫铜，是将0.5cm×0.5cm的泡沫铜，浸渍在10mL、质量分数为9%的稀盐酸中10min，再超声7min，用蒸馏水冲洗3次，用乙醇洗2次干燥制得。实施例4实施例1-3所述泡沫铜负载手性金属有机框架物MOF晶体复合材料，MOF的化学式为[Cu(L-Asp)]n，其不对称的一个结构单元，是由一个Cu2+、一个L-天冬氨酸负子L-Asp2-组成；所述L-Asp2-构造式如下：实施例5实施例1-4所述的制备方法制备的手性MOF膜材料作为电化学传感检测对映体的应用，步骤如下：（本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种手性MOF膜材料的制备方法，其特征在于，该手性MOF膜材料是泡沫铜负载手性金属有机框架物MOF晶体复合材料，MOF的化学式为[Cu(L‑Asp)]n，其不对称的一个结构单元，是由一个Cu

【技术特征摘要】
1.一种手性MOF膜材料的制备方法，其特征在于，该手性MOF膜材料是泡沫铜负载手性金属有机框架物MOF晶体复合材料，MOF的化学式为[Cu(L-Asp)]n，其不对称的一个结构单元，是由一个Cu2+、一个L-天冬氨酸负子L-Asp2-组成；所述L-Asp2-构造式如下：。2.如权利要求1所述的手性MOF膜材料的制备方法，其特征在于，所述泡沫铜负载手性金属有机框架物MOF晶体复合材料，其制备步骤如下：将0.090-0.110g的L-天冬氨酸与3-3.5mL水共混，制得L-天冬氨酸与水的共混液；将0.14-0.16g过硫酸钾溶于3-3.5mL水，制得过硫酸钾的水溶液；将L-天冬氨酸与水的共混液和过硫酸钾的水溶液共混后，加热回流溶解后，加入3-4mL乙醇和活化的泡沫铜，继续加热回流6h，将泡沫铜复合材料取出后，分别用水和乙醇洗涤3次、干燥，制得泡沫铜负载手性金属有机框架物MOF晶体复合材料，即手性MOF膜材料。3.如权利要求1所述的手性MOF膜材料的制备方法，其特征在于，所述活化的泡沫铜，是将0.5cm×0.5cm的泡沫铜，浸渍在9.5-10.5mL...

【专利技术属性】
技术研发人员：董彦芳，王志玲，崔玉，刘志莲，杨小凤，
申请(专利权)人：济南大学，
类型：发明
国别省市：山东,37