一种基于苯并噻二唑的大孔径MOF材料的制备及应用方法技术

本发明专利技术公开了一种基于苯并噻二唑的大孔径MOF材料的制备及应用方法，所述方法包括如下步骤：将一定量的金属盐和配体分别溶于溶剂中得到溶液A和溶液B；将溶液B与溶液A充分混合后，加热并保持温度至反应结束，待温度降至室温得到晶体；将晶体通过洗脱液洗涤并干燥得到MOF材料；该方法包括材料配比混合、研磨、冷却、提纯等步骤。其主要制备步骤为将锆盐、锌盐、铝盐等金属盐和配体分别溶于N,N

【技术实现步骤摘要】
一种基于苯并噻二唑的大孔径MOF材料的制备及应用方法


[0001]本专利技术涉及化学材料的制备和应用领域，具体涉及一种基于苯并 噻二唑的大孔径MOF材料的制备及应用方法。

技术介绍
：
[0002]胺及其衍生物在食品、染料和药物中有重要位置，近年来因为 在食品、纺织品等领域检验出胺含量不合格的事件频频引发关注。因 此如何快速、灵敏高效的检测胺成为广大科学工作者的研究方向。然 而目前可以检测胺的方法主要是液相色谱、电化学检测等，但这些检 测方法存在耗时长、能源消耗高等缺点，所以开发一种反应速度快、 灵敏度高、检测限低的检测方法十分必要。金属有机框架材料(MOFs) 是基于不同中心金属离子和有机配体构筑成的晶体材料。因为其结构 的可设计性、可调控的尺寸和孔隙率、较大的比表面积等优势得到广 泛关注，使MOFs在光传感器、磁性、催化等方面有广泛应用。
[0003]目前已报道的能应用于胺类有毒物质检测的MOF种类偏少，且 能检测范围受限，这可能与MOF材料配体的尺寸偏小有关。同时， 已知文献报道的能用于有毒胺类检测的MOF化合物大多不具备有荧 光特性。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种基于苯并噻二唑的大孔径MOF材料 的制备及应用方法，以解决现有技术中检测胺的方法耗时长、能源消 耗高的缺陷。
[0005]现根据以下方面来具体阐述本专利技术的技术方案的内容：
[0006]第一方面，提供了一种基于苯并噻二唑的大孔径MOF材料的制 备方法，所述方法包括如下步骤：
[0007]将一定量的金属盐和配体分别溶于溶剂中得到溶液A和溶液B；
[0008]将溶液B与溶液A充分混合后，加热并保持温度至反应结束， 待温度降至室温得到晶体；
[0009]将晶体通过洗脱液洗涤并干燥得到MOF材料。
[0010]结合第一方面，所述配体为4'，4”'
‑
(苯并[c][1,2,5]噻二唑
‑
4,7
‑ꢀ
二基)双(([[1,1'
‑
联苯]‑4‑
羧酸))H2L，其化学式为：
[0011][0012]结合第一方面，所述配体的制备方法包括如下步骤：
[0013]将4,7
‑
二溴
‑
2,1,3
‑
苯并噻二唑和4
‑
硼酸频那醇脂
‑
1,1
‑
联苯
‑4‑
甲酸 甲酯在钯催化剂作用下发生Suzuki偶联反应得到二甲基4'，4”'
‑
(苯 并[c][1,2,5]噻二唑
‑
4,7
‑
二基)双([1,1'
‑
联苯]‑4‑
羧酸酯)；
[0014]将得到的二甲基4'，4”'
‑
(苯并[c][1,2,5]噻二唑
‑
4,7
‑
二基)双([1,1'
‑ꢀ
联苯]‑4‑
羧酸酯)进行水解反应得到产物4'，4”'
‑
(苯并[c][1,2,5]噻二 唑
‑
4,7
‑
二基)双(([[1,1'
‑
联苯]‑4‑
羧酸))。
[0015]结合第一方面，将溶液B与溶液A充分混合后，加热并保持温 度至反应结束，待温度降至室温得到晶体的方法包括如下步骤：
[0016]将溶液B添加到溶液A中，搅拌30
‑
120min或超声20
‑
50min， 充分混合后，置于反应釜中；
[0017]加热至110
‑
140℃，保温24
‑
72h，使其充分反应；
[0018]反应结束后，以0.9
‑
2℃/min速率降温，直至冷却至室温，得到 晶体。
[0019]结合第一方面，将一定量的金属盐和配体分别溶于溶剂中得到溶 液A和溶液B的方法包括如下步骤：
[0020]称取0.2～2.0mmol金属盐，溶于N,N
‑
二甲基甲酰胺中，得到溶液 A；
[0021]称取0.1～2.0mmol的配体溶于N,N
‑
二甲基甲酰胺中，得到溶液B。
[0022]结合第一方面，将晶体通过洗脱液洗涤并干燥得到MOF材料的 方法包括如下步骤：
[0023]将晶体通过水或乙醇进行洗涤，并在50
‑
70℃的环境下进行干燥， 时间为12
‑
24h。
[0024]结合第一方面，所述钯催化剂为四三苯基磷钯催化剂。
[0025]结合第一方面，所述金属盐为元素周期表中4、5、6周期活性金 属及第Ⅱ～VIA主族金属元素，包括Sn、Zn、Ga、Ge、In、Sb、Tl、 Pb、Bi、Po、Ti、Al、Ba、Rh、Ru、Ni、Cu、Fe、Cr、Co、Pd、Mn、 V、Sc、Cd、Ag、Tc、Mo、Nb、Zr、Y中的一种或多种反应制得的 盐。
[0026]结合第一方面，所述金属盐与配体的摩尔比列为2～3:1。
[0027]第二方面，提供了一种MOF材料的应用方法，所述MOF材料 在不同胺基化合物作为荧光分析检测的响应信号的应用方法，所述方 法包括如下步骤：
[0028]将制得的MOF材料溶于去离子水中，将溶液配制成1mg/mL的 荧光探针溶液C：
[0029]样品溶液：将甲基胺、乙基胺、三乙胺、苯胺、对苯二胺、尼古 丁分别配置成0.1mol/L、0.01mol/L、0.001mol/L和0.000 1mol/L的 水溶液；
[0030]取2mL的溶液C，放置于荧光比色皿中，荧光光谱仪的狭缝宽 度设定为2nm，设置激发波长为380～450nm，并检测波长的发射峰的 荧光强度；
[0031]取6个荧光比色皿，分别加入2mL的溶液C，并使用移液枪取 20μL浓度为0.1mol/L的胺基化合物的水溶液加入到不同比色皿中；
[0032]移液枪每次取2μL浓度为0.01mol/L的胺基化合物的水溶液加入 到2mL的溶液C，每次加入后，记录加入后的荧光信号，直至加入 胺基化合物的水溶液，溶液C的荧光强度不再变化。
[0033]本专利技术的优点在于：该方法包括材料配比混合、研磨、冷却、提 纯等步骤。其主要制备步骤为将锆盐、锌盐、铝盐等金属盐和配体分 别溶于N,N
‑
二甲基甲酰胺中，混合均匀后，在真空下加热至120℃， 保温时长大约为24h
‑
72h，最后以一定的降温速率冷却至室温，并通 过离心、过滤、洗涤和干燥得到晶体。本专利技术采用的制备方法具有成 本低，制备工艺简单、适合批量生产等优点。
具体实施方式
[0034]为使本专利技术实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明 白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本专利技术。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于苯并噻二唑的大孔径MOF材料的制备方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：将一定量的金属盐和配体分别溶于溶剂中得到溶液A和溶液B；将溶液B与溶液A充分混合后，加热并保持温度至反应结束，待温度降至室温得到晶体；将晶体通过洗脱液洗涤并干燥得到MOF材料。2.根据权利要求1所述的一种基于苯并噻二唑的大孔径MOF材料的制备方法，其特征在于：所述配体为4'，4”'
‑
(苯并[c][1,2,5]噻二唑
‑
4,7
‑
二基)双(([[1,1'
‑
联苯]
‑4‑
羧酸))H2L，其化学式为：3.根据权利要求2所述的一种基于苯并噻二唑的大孔径MOF材料的制备方法，其特征在于：所述配体的制备方法包括如下步骤：将4,7
‑
二溴
‑
2,1,3
‑
苯并噻二唑和4
‑
硼酸频那醇脂
‑
1,1
‑
联苯
‑4‑
甲酸甲酯在钯催化剂作用下发生Suzuki偶联反应得到二甲基4'，4”'
‑
(苯并[c][1,2,5]噻二唑
‑
4,7
‑
二基)双([1,1'
‑
联苯]
‑4‑
羧酸酯)；将得到的二甲基4'，4”'
‑
(苯并[c][1,2,5]噻二唑
‑
4,7
‑
二基)双([1,1'
‑
联苯]
‑4‑
羧酸酯)进行水解反应得到产物4'，4”'
‑
(苯并[c][1,2,5]噻二唑
‑
4,7
‑
二基)双(([[1,1'
‑
联苯]
‑4‑
羧酸))。4.根据权利要求3所述的一种基于苯并噻二唑的大孔径MOF材料的制备方法，其特征在于：将溶液B与溶液A充分混合后，加热并保持温度至反应结束，待温度降至室温得到晶体的方法包括如下步骤：将溶液B添加到溶液A中，搅拌30
‑
120min或超声20
‑
50min，充分混合后，置于反应釜中；加热至110
‑
140℃，保温24
...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭雨新，赵艳如，刘华奇，
申请(专利权)人：南京艾姆材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：