一种Mg-MOF荧光传感材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种Mg‑MOF荧光传感材料，其化学式为C24H24Mg3N2O22；配体为均苯四甲羧酸和吡嗪，溶剂为：N,N‑二甲基甲酰胺、乙腈、甲醇和水；所得的晶体产率和纯度均较高。结构中两个Mg

A Mg-MOF Fluorescent Sensing Material and Its Preparation Method

【技术实现步骤摘要】
一种Mg-MOF荧光传感材料及其制备方法
本专利技术涉及荧光MOFs材料的制备工艺领域，具体为一种均苯四甲酸配体构筑荧光Mg-MOF材料及其制备方法。
技术介绍
随着社会的发展，尤其是科学技术的进步，大大促进了社会生产力的飞速发展；社会的进步与发展，使得人们的生活质量有了很大的改善与提高，尤其是化学领域的一些新材料的发现与应用，对于工业和居民生活的改变做出了突出的贡献。金属有机框架(MOFs)因其新颖复杂的结构，具有良好的吸附性质、催化性质、磁性质、光学性质等，是一种重要的复合功能材料。目前已有大量的发光MOFs材料被报道，但构筑新颖结构的发光MOFs仍是目前研究的热点课题。Mg-MOF材料的设计合成与研究丰富了金属配位化学的研究，有助于获得有益的发光性能荧光材料，均苯四羧酸类配体具有丰富的配位点，多样化的配位方式，可以与碱土金属镁原子形成较强的配位键，因此可以构筑出多样化的Mg-MOF结构。其次，羧酸类有机配体的共轭效应有助于制备新型发光材料，利用该类配体与碱土金属镁构筑的荧光材料有助于理解配合物中碱土金属离子与配体之间的相互作用，在荧光识别和分子检测等方面具有潜在的应用。这类材料的合成与探索，对均苯四羧酸配体与碱土金属构筑有机骨架材料提供可靠的实验依据，另外该类化合物的荧光识别性能研究有助于理解配合物中金属离子与配体之间的相互作用。因此，研究Mg-MOF荧光传感材料的制备方法，是一个亟需解决的问题。
技术实现思路
为了解决上述现有技术中存在的问题，本专利技术提供了一种均苯四甲酸配体构筑荧光Mg-MOF材料的方法，该材料是一种具有Mg-MOF的“Mg1.5(BTEC)•（C2H7N)•(H2O)”的碱土金属有机框架材料。该材料结晶于斜方晶系Pbcn空间群，在可见光的范围内200nm及280nm处存在紫外线吸收，吸收波长在191-325nm范围内，在紫外线吸收方面有一定的使用价值。本专利技术的目的是这样实现的：一种Mg-MOF荧光传感材料，其化学式为C24H24Mg3N2O22；其中配体选取均苯四甲羧酸和吡嗪，溶剂为：N,N-二甲基甲酰胺、乙腈（C2H3N）、甲醇和水（H2O）；所述的Mg-MOF荧光传感材料属于单斜晶系Pbcn空间群，晶胞参数分别为：a=18.854(4)Å，b=9.5088(19)Å，c=17.382(4)Å，α=β=γ=90o；所述Mg-MOF荧光传感材料的结构是：其最小不对称单元包括两个Mg2+离子、四个配体。结构中两个Mg2+离子均是六配位，每个Mg2+离子分别和四个BTEC配体形成配位，均苯四甲酸与Mg01形成一维层，层与层之间通过Mg02形成三维无限结构；配体均苯四甲酸采取一个羧基氧原子的单齿配位，相邻羧基氧原子的双齿螯合配位，两个配体提供三个氧原子的三齿配位模式；所述的Mg-MOF荧光传感材料的制备方法为：将硝酸镁和配体均苯四甲酸、吡嗪加入到N,N-二甲基甲酰胺、乙腈、甲醇和水的混合溶剂中，玻璃瓶封口密封后超声至溶液变澄清，将所得混合物通过溶剂热反应，室温静置后得到白色针状晶体；所述的配体均苯四甲酸、吡嗪和硝酸镁摩尔比为1:1.5:1.5～1.5:5:5；所述的DMF/C2H3N/H2O或DMF/CH3OH/H2O的溶剂比为4:3:1；所述的将玻璃瓶封口密闭后超声波震荡5~10min；所述热反应的溶剂热条件为在90～115oC下反应3-5天，自然冷却至室温；所述的Mg-MOF荧光传感材料的应用，在可见光的范围内200nm及280nm处存在紫外线吸收，吸收波长在191-325nm范围内，在紫外线吸收方面有一定的使用价值；固态荧光分析其最大激发波长位于328nm，最适宜发射波长为408nm，具有很好的发光性质，可作为荧光传感材料。积极有益效果：本专利技术公开了的Mg-MOF荧光传感材料的配体为均苯四甲羧酸和吡嗪，溶剂为：N,N-二甲基甲酰胺、乙腈、甲醇和水；所得的晶体产率和纯度均较高；晶体解析表明：其最小不对称单元包括两个Mg2+离子、四个配体；结构中两个Mg2+离子均是六配位，每个Mg2+离子分别和四个BTEC配体形成配位，均苯四甲酸与Mg01形成一维层，层与层之间通过Mg02形成三维无限结构；配体均苯四甲酸采取一个羧基氧原子的单齿配位，相邻羧基氧原子的双齿螯合配位，两个配体提供三个氧原子的三齿配位模式；该Mg-MOF荧光传感材料在可见光的范围内200nm及280nm处存在紫外线吸收，吸收波长在191-325nm范围内，在紫外线吸收方面有一定的使用价值；固态荧光分析其最大激发波长位于328nm，最适宜发射波长为408nm，具有很好的发光性质，可作为荧光传感材料。附图说明图1为本专利技术的金属Mg2+配位模式；图2为本专利技术的三维层结构图；图3为本专利技术的粉末IR图；图4为本专利技术的TG图。具体实施方式下面结合附图和具体实施例，对本专利技术做进一步的说明：一种Mg-MOF荧光传感材料，其化学式为C24H24Mg3N2O22；配体为均苯四甲酸和吡嗪，溶剂为：N,N-二甲基甲酰胺、乙腈、甲醇和水；所述的Mg-MOF荧光传感材料属于单斜晶系Pbcn空间群，晶胞参数分别为：a=18.854(4)Å，b=9.5088(19)Å，c=17.382(4)Å，α=β=γ=90o；所述Mg-MOF荧光传感材料的结构是：其最小不对称单元包括两个Mg2+离子、四个配体；结构中两个Mg2+离子均是六配位，每个Mg2+离子分别和四个BTEC配体形成配位，均苯四甲酸与Mg01形成一维层，层与层之间通过Mg02形成三维无限结构；配体均苯四甲酸采取一个羧基氧原子的单齿配位，相邻羧基氧原子的双齿螯合配位，两个配体提供三个氧原子的三齿配位模式；所述的Mg-MOF荧光传感材料的制备方法为：将硝酸镁和配体均苯四甲酸、吡嗪加入到N,N-二甲基甲酰胺、乙腈、甲醇和水的混合溶剂中，密封后超声至溶液变澄清，将所得混合物通过溶剂热反应，室温静置后得到白色针状晶体；所述的配体均苯四甲酸、吡嗪和硝酸镁摩尔比为1:1.5:1.5～1.5:5:5；所述的DMF/C2H3N/H2O或DMF/CH3OH/H2O的溶剂比为4:3:1；所述的将玻璃瓶封口密闭后超声波震荡5min；所述热反应的溶剂热条件为在90～115oC下反应3-5天，自然冷却至室温；所述的Mg-MOF荧光传感材料在可见光的范围内200nm及280nm处存在紫外线吸收，吸收波长在191-325nm范围内，在紫外线吸收方面有一定的使用价值；固态荧光分析其最大激发波长位于328nm，最适宜发射波长为408nm，具有很好的发光性质，可作为荧光传感材料。实施例1Mg-MOF荧光传感材料的制备：称取硝酸锌0.3mmol和配体均苯四甲酸0.2mmol、吡嗪0.3mmol置于10mL小瓶中，加入4mLN,N-二甲基甲酰胺、3mL乙腈或甲醇和1mL水，超声震荡6min，密封于95oC下反应72h，室温静置后得到白色针状晶体。对实施例1的表征：（1）晶体结构测定:在显微镜下挑选大小合适、晶体质量较好的单晶，在Saturn70(4x4binmode)型单晶X-射线衍射仪上测试，用经石墨单色器单色化的MoKα射线(λ=0.71073Å)，以φ-ω方式收集衍射数据；所有衍射数据使用SADABS程序进行半经验吸收校正本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种Mg‑MOF荧光传感材料，其特征在于：化学式为C24H24Mg3N2O22；配体为均苯四甲羧酸和吡嗪，溶剂为：N,N‑二甲基甲酰胺、乙腈、甲醇和水。

【技术特征摘要】
1.一种Mg-MOF荧光传感材料，其特征在于：化学式为C24H24Mg3N2O22；配体为均苯四甲羧酸和吡嗪，溶剂为：N,N-二甲基甲酰胺、乙腈、甲醇和水。2.根据权利要求1所述的一种Mg-MOF荧光传感材料，其特征在于：所述的Zn-MOF荧光传感材料的晶体属于单斜晶系Pbcn空间群，晶胞参数分别为：a=18.854(4)Å，b=9.5088(19)Å，c=17.382(4)Å，α=β=γ=90o。3.根根据权利要求1所述的一种Mg-MOF荧光传感材料，其特征在于：所述Zn-MOF荧光传感材料的结构是：其最小不对称单元包括两个Mg2+离子、四个配体；结构中两个Mg2+离子均是六配位，每个Mg2+离子分别和四个BTEC配体形成配位，均苯四甲酸与Mg01形成一维层，层与层之间通过Mg02形成三维无限结构；配体均苯四甲酸采取一个羧基氧原子的单齿配位，相邻羧基氧原子的双齿螯合配位，两个配体提供三个氧原子的三齿配位模式。4.如权利要求1所述的Mg-MOF荧光传感材料的制备方法，其特征在于：将硝酸镁和配体均苯四甲酸、吡嗪加入到N,N-二甲基甲酰胺、乙腈、甲醇和水的混...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵振新，张军帅，张妍迪，鲁冰雪，韩二帅，陈湘，程琪，张浩浩，姚亚楠，
申请(专利权)人：河南城建学院，
类型：发明
国别省市：河南,41