一种基于TPB和多羧酸配体的发光金属-有机框架材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种基于TPB和多羧酸配体的发光金属‑有机框架材料及其制备方法和应用，该材料的分子式为C

【技术实现步骤摘要】
一种基于TPB和多羧酸配体的发光金属-有机框架材料及其制备方法和应用
本专利技术属于发光晶体材料
，具体涉及一种基于TPB和多羧酸配体的发光金属-有机框架材料及其制备方法和应用。
技术介绍
现代工业的蓬勃发展提高了我们的物质生活，同时也带来了严重的环境污染。作为重要的基础工业原料，例如，硝基芳环爆炸物，包括2-硝基苯酚(2-NP)，4-硝基苯酚(4-NP)，2,4-二硝基苯酚(2,4-DNP)和2,4,6-三硝基苯酚(TNP)已被广泛用于生产染料，农药，药物，炸药等。但是，这些芳香族硝基化合物具有高毒性而且难以降解。因此引起了严重的健康和环境问题。所以爆炸性分子的快速，便捷和选择性检测非常重要。近年来，发光金属-有机框架材料(LMOFs)由于检测灵敏度高、响应时间快、可操作性强等优点，在pH检测、离子传感、挥发性有机化合物的传感、硝基爆炸物检测等领域引起广泛的研究。有机配体是具有发光性能的金属-有机框架的基本组成成分。有机配体的发光即可导致金属-有机框架材料(MOFs)的发光。所以，有机配体的选择/设计是获得LMOFs的关键方法。在以往的研究中表明含N的芳香族的配体具有一定的发光特性。多齿的含N配体可以提供多个不同的配位点，从而导致不同的配位方式并产生不同结构的MOFs。而且多齿配体不仅可以增强MOFs的化学稳定性还可以增强MOFs的刚性。除了多齿含N配体外，芳香族羧酸配体不仅具有多种结合模式，从单齿到多齿(二桥，三桥和四桥等)，也可以表现为良好的氢键受体和给体，从而提供了金属-有机框架材料结构的稳定性。目前，有不少技术手段可用于芳香硝基化合物(NACs)的检测，例如，气相色谱-质谱连用、拉曼光谱、中子活化分析、热氧化还原法。但是这些方法都需要大型的仪器设备，成本较高，而且样品的预处理程序也较为复杂，不适合普遍使用和对污染物的实时监控。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术提供一种基于TPB和多羧酸配体的发光金属-有机框架材料及其制备方法和应用，对芳香硝基爆炸物2,4,6-三硝基苯酚(TNP)具有高灵敏的探测性能。本专利技术是通过以下技术方案实现的：一种基于TPB和多羧酸配体的发光金属-有机框架材料，所述材料的分子式为C18H10N2O4Zn，晶系为单斜，空间群为P-1，晶胞参数为α＝70.343°，β＝77.187°，γ＝75.893°，Z＝2；所述材料的化学通式为{Zn(BTA)0.5(TPB)0.5}n，其中，BTA为1,2,4,5-苯四甲酸，TPB为1,2,4,5-四(4-吡啶基)苯，TPB的结构式为：一种基于TPB和多羧酸配体的发光金属-有机框架材料的制备方法，包括以下步骤：步骤1)分别称取0.0193g0.05mmol的TPB、0.0296g0.1mmol的Zn(NO3)2·6H2O和0.0254g0.1mmol的BTA，加入到水热反应釜中，再向反应釜中加入3mLH2O和3mLCH3CN，搅拌30min；步骤2)将反应釜放在100℃的烘箱中恒温反应72h，以2℃/h的降温速率降温至室温，得到透明块状晶体即为所述基于TPB和多羧酸配体的发光金属-有机框架材料，其分子式为C18H10N2O4Zn。一种基于TPB和多羧酸配体的发光金属-有机框架材料作为传感器在探测2,4,6-三硝基苯酚中的应用。一种用于2,4,6-三硝基苯酚的荧光探测器，包括上述的基于TPB和多羧酸配体的发光金属-有机框架材料。本专利技术的有益效果如下：1、本专利技术公开的锌金属-有机框架材料制备方法简单，其采用溶剂热法，通过1,2,4,5-四(4-吡啶基)苯、1,2,4,5-苯四甲酸、六水合硝酸锌协同构筑得到一种新型的三维孔状的锌金属-有机框架材料。2、本专利技术公开的锌金属-有机框架材料可用于芳香硝基爆炸物2,4,6-三硝基苯酚(TNP)的检测，具有简便快速、灵敏度高等优点，对于环境保护具有重要的意义。附图说明图1为晶体材料{Zn(BTA)0.5(TPB)0.5}n的三维结构图；图2为逐量加入5mM的TNP的DMF溶液时，晶体材料{Zn(BTA)0.5(TPB)0.5}n的荧光强度图；图2中，随着箭头的方向，TNP含量逐渐增大；图3为晶体材料{Zn(BTA)0.5(TPB)0.5}n的DMF悬浮液下对TNP的Stern-Volmer图；图4为晶体材料{Zn(BTA)0.5(TPB)0.5}n的DMF悬浮液下对TNP的探测极限图；图5为晶体材料{Zn(BTA)0.5(TPB)0.5}n的PXRD对比图。具体实施方式下面结合附图与具体实施例对本专利技术做进一步详细说明。实施例1一种基于TPB和多羧酸配体的发光金属-有机框架材料的制备方法，具体步骤如下：(1)称取TPB(0.0193g，0.05mmol)、Zn(NO3)2·6H2O(0.0296g，0.1mmol)和BTA(0.0254g，0.1mmol)，量取H2O(3mL)和CH3CN(3mL)，加入水热反应釜中搅拌30min。其中，BTA为1,2,4,5-苯四甲酸，TPB为1,2,4,5-四(4-吡啶基)苯，TPB的结构式如下：(2)再将反应釜放在100℃的烘箱中恒温反应72h，以2℃/h的降温速率降温至室温，得到透明块状晶体，即为所述基于TPB和多羧酸配体的发光金属-有机框架材料，记为{Zn(BTA)0.5(TPB)0.5}n晶体，其分子式为C18H10N2O4Zn。元素分析测定值(％)：C:56.31；H:2.65；N:7.26。理论值(％)：C:56.34；H:2.63；N:7.30。IR(cm-1)：3079(w),1712(m),1614(s),1580(s),1552(w),1439(m),1369(s),1068(m),830(s),761(m)。上述晶体材料{Zn(BTA)0.5(TPB)0.5}n的晶体学数据如下表1所示。表1{Zn(BTA)0.5(TPB)0.5}n的晶体学数据表单晶X射线衍射结果表明：{Zn(BTA)0.5(TPB)0.5}n属于单斜晶系P-1空间群，它的不对称单元由1个Zn(II)，0.5个TPB配体和0.5个BTA配体组成。Zn中心由来自两个不同BTA配体的两个O原子和来自两个不同TPB配体的两个N原子形成。Zn-N的键长为和Zn-O的键长为为和主要的键长和键角列于下表2中。表2{Zn(BTA)0.5(TPB)0.5}n的部分键长和键角(°)数据晶体材料{Zn(BTA)0.5(TPB)0.5}n的三维结构如图1所示。实施例2晶体材料{Zn(BTA)0.5(TPB)0.5}n对TNP的荧光探测性能的研究逐量加入5mM的TNP的DMF溶液，记录{Zn(BTA)0.5(TPB)0.5}n的发射光谱如图2所示。实验表明{Zn(B本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于TPB和多羧酸配体的发光金属-有机框架材料，其特征在于，该材料的分子式为C

【技术特征摘要】
1.一种基于TPB和多羧酸配体的发光金属-有机框架材料，其特征在于，该材料的分子式为C18H10N2O4Zn，晶系为单斜，空间群为P-1，晶胞参数为α＝70.343°，β＝77.187°，γ＝75.893°，Z＝2；该材料的化学通式为{Zn(BTA)0.5(TPB)0.5}n，其中，BTA为1,2,4,5-苯四甲酸，TPB为1,2,4,5-四(4-吡啶基)苯，TPB的结构式为：





2.权利要求1所述的一种基于TPB和多羧酸配体的发光金属-有机框架材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1)分别称取0.0193g0.05mmol的TPB、0.0296g0.1mmol的Zn(N...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈爱华，
申请(专利权)人：盐城工学院，
类型：发明
国别省市：江苏;32