基于三核稀土结构单元的阳离子型稀土-有机框架胺传感材料及其制备方法和应用技术

基于三核稀土结构单元的阳离子型稀土‑有机框架胺传感材料的制备方法，包括：将配体H

【技术实现步骤摘要】
基于三核稀土结构单元的阳离子型稀土-有机框架胺传感材料及其制备方法和应用
本专利技术涉及一种基于三核稀土结构单元的阳离子型稀土-有机框架材料的制备方法及其荧光检测的应用。
技术介绍
稀土-有机框架材料是指由稀土金属离子和有机配体通过配位键连接形成的具有规则孔道结构的一类新型多孔材料。由于稀土金属离子配位数高，配位模式多变，相比于过度金属的易于形成次级结构单元，稀土金属离子形成的次级结构单元报道极少。开发出新型稀土-次级结构单元对稀土-有机框架材料的合成具有重要意义。同时，稀土金属离子的光学性能和有机配体对其“天线效应”，使稀土-有机框架材料在传感检测污染物的方向具有广泛应用前景。而且，这种荧光检测方法具有操作简单、检测时间短、检测成低等特点。乙胺分子广泛应用于除草剂、染料、橡胶促进剂、表面活性剂、抗氧剂、离子交换树脂、飞机燃料、溶剂、洗涤剂、润滑剂、冶金选矿剂,以及化妆品和医药品等的生产。接触乙胺蒸气可产生眼部刺激、角膜损伤和上呼吸道刺激。液体溅入眼内，可致严重灼伤；皮肤接触可致灼伤。而且，乙胺蒸气与空气可形成爆炸性混合物，遇热源和明火有燃烧爆炸的危险。与氧化剂接触猛烈反应；乙胺蒸气比空气重，能在较低处扩散到相当远的地方，遇火源会着火回燃。鉴于乙胺分子的污染对人身体的危害以及其易燃易爆的特征，开发出能够检测出环境中的乙胺污染物的荧光检测材料是我们亟待解决的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于一种新型的具有良好稳定性的基于三核稀土结构单元的阳离子型稀土-有机框架材料及其制备方法与应用。为实现上述专利技术目的，本专利技术的技术方案具体如下：基于三核稀土结构单元的阳离子型稀土-有机框架胺传感材料的制备方法，包括：将配体H2bcbp·2Cl、硝酸铕和高氯酸锂加入由乙腈和去离子水组成的混合液中，混合均匀后于反应釜中加热反应一段时间，得到黄色块状透明晶体，清洗，过滤，晾干，得到基于三核稀土结构单元的阳离子型稀土-有机框架胺传感材料。进一步的，所述H2bcbp·2Cl、硝酸铕和高氯酸锂的摩尔比为2：5：20。进一步的，所述乙腈和去离子水的体积比为2：1。进一步的，所述反应釜为聚四氟乙烯反应釜，所述加热温度为140℃，所述反应时间为4天。本专利技术还提供了由上述制备方法制备的基于三核稀土结构单元的阳离子型稀土-有机框架胺传感材料。本专利技术还提供了上述基于三核稀土结构单元的阳离子型稀土-有机框架胺传感材料在荧光检测中的应用。进一步的，所述荧光检测是对高浓度乙胺分子进行的检测。与现有技术相比，本专利技术的有益效果：本专利技术的一种基于三核稀土结构单元的阳离子型稀土-有机框架材料具有一种新型的三核稀土结构单元和带正电荷的骨架，具有良好的稳定性，可在空气中长期存放；本专利技术的合成方法简单快捷，成本低，产率高，可重复性高，易于量产和普及使用；本专利技术的一种阳离子型稀土-有机框架材料在可见光-红外区具有很强的荧光发射，可通过肉眼可见的方式对环境中的乙胺分子的荧光检测。附图说明图1显示的是稀土-有机框架材料的样品纯度和空气稳定性的粉末衍射表征图谱；图2显示的是稀土-有机框架材料的不对称结构单元(a)，三核稀土次级结构单元(b)和三维结构图(c)；图3显示的是稀土-有机框架材料的热稳定性表征图谱；图4显示的是稀土-有机框架材料在接触乙胺分子前后的颜色(a)和固体紫外-可见光谱(b)；图5显示的是稀土-有机框架材料在接触乙胺分子前后的的电子顺磁共振谱。具体实施方式下面将结合附图和具体实施例，对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。实施例1稀土-有机框架材料的制备方法分别称取19mg(0.04mmol)有机配体1,1'-bis(4-carboxyphenyl)-(4,4'-bipyridinium)dichloride(简写为H2bcbp·2Cl)，42mg(0.4mmol)高氯酸锂和44mg(0.1mmol)硝酸铕于聚四氟乙烯内胆中，向此混合物中加入2ml乙腈和1mL去离子水，超声60分钟混合均匀后，将聚四氟乙烯内胆置于不锈钢反应釜外套中拧紧，放在140℃恒温烘箱内反应4天，取出自然降至室温，打开聚四氟乙烯内胆得到黄色块状透明晶体。用去离子水冲洗晶体，过滤收集晶体，室温晾干，即得稀土-有机框架材料，其分子式为[Eu3(bcbp)3(O2-)(NO3-)6]n·nClO4·6nH2O。实施例2稀土-有机框架材料的结构表征稀土-有机框架材料的晶体结构用X-射单晶衍数据经过解析得到，其样品纯度和空气稳定性用X-射线粉末衍射进行表征(图1)。单晶测试结果表明目标材料结晶于六方晶系R32空间群。不对称单元中含有一个稀土离子，两个硝酸根，一个bcbp配体分子，三分之一个氧负离子，三分之一个高氯酸根(图2a)。一个稀土离子与对称出来的两个稀土离子组成的正三角形的稀土-次级结构单元(图2b)，稀土-次级结构单元通过六个相邻的bcbp配体分子相连接，形成具有412.63拓扑结构的带正电荷的稀土-有机框架(图2c)。实施例3稀土-有机框架材料热稳定性的表征稀土-有机框架材料热稳定性的表征是利用热重分析仪在氮气环境下对样品加热至800℃，通过样品加热过程中的失重情况来判断其稳定存在的温度范围。如图3所示，目标材料在110℃之前逐渐失去溶剂分子，而目标材料的框架结构保持稳定。在310℃之后目标材料的主体框架结构开始坍塌。实施例4稀土-有机框架材料对乙胺的检测应用用于荧光检测的稀土-有机框架材料的粉末样品与乙胺同处一个小瓶空间中，五分钟后即发现目标材料由黄色变为墨绿色(图4a)。固体紫外-可见光数据结果表明(图4b)，稀土-有机框架材料的固体紫外吸收峰在300nm处，与乙胺分子接触后土-有机框架材料的固体紫外吸收峰变宽，在500nm处出现一个新的固体紫外吸收峰。实施例5稀土-有机框架材料对乙胺分子的变色现象机理研究稀土-有机框架材料在接触乙胺分子前后进行电子顺磁共振测试以研究稀土-有机框架材料对乙胺分子的变色现象机理。电子顺磁共振数据表明(图5)，与氨分子接触后目标材料显示出了单电子信号(g值为1.9977)。这些数据表明，与乙胺分子接触后目标材料显示的肉眼可见的颜色变化(从黄色变为墨绿色)，源于乙胺分子对稀土-有机框架材料中紫精部位的亲核进攻引起电子的迁移形成了单电子自由基。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.基于三核稀土结构单元的阳离子型稀土-有机框架胺传感材料的制备方法，其特征在于，包括：将配体H

【技术特征摘要】
1.基于三核稀土结构单元的阳离子型稀土-有机框架胺传感材料的制备方法，其特征在于，包括：将配体H2bcbp·2Cl、硝酸铕和高氯酸锂加入由乙腈和去离子水组成的混合液中。混合均匀后于反应釜中加热反应一段时间，得到黄色块状透明晶体，清洗，过滤，晾干，得到基于三核稀土结构单元的阳离子型稀土-有机框架胺传感材料。


2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述H2bcbp·2Cl、硝酸铕和高氯酸锂的摩尔比为2：5：20。


3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述乙...

【专利技术属性】
技术研发人员：张慧，熊克才，李志元，李鑫，邬怡鑫，叶雯静，吴江浩，
申请(专利权)人：江苏师范大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32