一种有机膦酸铀酰晶态多孔荧光材料及其制备方法与应用技术

本发明专利技术公开了一种有机膦酸铀酰晶态多孔荧光材料及制备方法与应用。该制备方法包括：将有机膦酸配体、模板剂、硝酸铀酰溶液和水混合后放入反应釜中，加入氢氟酸溶液，加热反应后，进行洗涤和干燥获得所述产物；得到的材料化学性质稳定且具有荧光性质，在测试温度范围

【技术实现步骤摘要】
一种有机膦酸铀酰晶态多孔荧光材料及其制备方法与应用


[0001]本专利技术属于材料制备领域，具体涉及一种有机膦酸铀酰晶态多孔荧光材料及其制备方法与应用。

技术介绍

[0002]金属有机框架材料(Metal
‑
Organic Frameworks,MOFs)通过金属节点或者金属团簇与有机配体通过自组装相连构成二维或三维多孔晶态材料。由于其具有多孔以及可修饰等特点，金属有机框架材料在众多研究领域表现出已有或者潜在的应用前景，特别是在吸附领域中，由于该类材料合成路径短、稳定性高而受到广泛关注。
[0003]金属有机框架材料的合成方法有很多，目前主要以水热法为主，通过将配体和金属盐按照一定摩尔比加入至反应釜中，水作为中间媒介，部分晶态多孔材料需加一定量的酸作为矿化剂，在一定温度下进行高温高压反应，获得晶态材料。
[0004]另一方面，随着核能的快速发展，核燃料循环过程中产生了大量含铀废液。含铀废液具有低放射性和重金属毒性，一旦释放到环境中，将给环境和人类健康造成重大危害。而现有的对含铀废液的处理办法是特定的处置场贮存，随着含铀废液的不断产生，将产生愈加高昂的处置成本和贮存压力。如果能对铀酰离子进行再利用，不仅可以减少处置场对含铀废液的贮存压力，减少处理成本，而且能创造出经济价值。因此利用铀酰离子合成新型有机膦酸铀酰晶态多孔荧光材料具有科学意义与经济价值。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种有机膦酸铀酰晶态多孔荧光材料及其制备方法与应用。
[0006]一种有机膦酸铀酰晶态多孔荧光材料的制备方法，具体包括以下步骤：
[0007](1)将有机膦酸配体加入至反应釜中；
[0008](2)将硝酸铀酰溶液加入至反应釜中；
[0009](3)将模板剂加入至反应釜中；
[0010](4)将去离子水加入至反应釜中；
[0011](5)将NaOH溶液加入至反应釜中；
[0012](6)滴加质量分数为37％
‑
40％的氢氟酸溶液至反应釜中；
[0013](7)将反应釜放置于烘箱160℃加热五天，进行结晶；
[0014](8)用乙醇和纯水进行反复洗涤2
‑
3次，至无絮状物出现，室温下干燥，获得产品。
[0015]进一步的，步骤(1)中，配体为1，3，5，7
‑
四(4
‑
膦酸苯基)甲烷((methanetetrayltetrakis(benzene
‑
4,1
‑
diyl))tetrakis(phosphonic acid)，TppmH8)。
[0016]进一步的，步骤(2)的硝酸铀酰溶液是UO2(NO3)2溶液。
[0017]进一步的，步骤(3)的模板剂为四丙基溴化铵([(C2H5)N]Br)。并且TppmH8、UO2(NO3)2和模板剂四丙基溴化铵按照摩尔比1：2：1添加。
[0018]进一步的，步骤(5)中加入的NaOH溶液按照NaOH和TppmH8的摩尔比为8：1添加。
[0019]进一步的，步骤(6)中，氢氟酸溶液为质量分数为37％
‑
40％。
[0020]进一步的，步骤(7)中，加热温度为梯度加热。温度从25℃加热到160℃，需1天，保持160℃需3天，从160℃降温至25℃需1天。
[0021]进一步的，步骤(8)中，充分洗涤为95％的无水乙醇和纯水交替洗涤2
‑
3次，直至无絮状物出现，上清液澄清，随后吸取上清液，室温下干燥样品。
[0022]本专利技术相对于现有技术相比具有显著优点：本专利技术的材料合成前期准备过程具有操作简单，常温常压下操作，无需额外条件的优点。合成的有机膦酸铀酰晶态多孔荧光材料的物理、化学稳定性好，且其荧光强度与温度具有较好的线性响应，可以将其作为温度探针的候选材料。
附图说明
[0023]为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0024]图1为根据本专利技术的利用水热法合成的有机膦酸铀酰晶态多孔荧光材料制备方法流程图。
[0025]图2为根据本专利技术的利用水热法合成的有机膦酸铀酰晶态多孔荧光材料晶体结构三维图。
[0026]图3为根据本专利技术的实施例1中得到的有机膦酸铀酰晶态多孔荧光材料的扫描电子显微镜图。
[0027]图4为根据本专利技术的利用水热法合成的有机膦酸铀酰晶态多孔荧光材料理论模拟X射线粉末衍射图。
[0028]图5为根据本专利技术的实施例1得到产物的X射线粉末衍射对比图。
[0029]图6为根据本专利技术的实施例2得到产物的X射线粉末衍射对比图。
[0030]图7为根据本专利技术的实施例4得到产物的X射线粉末衍射对比图。
[0031]图8为根据本专利技术的实施例5得到产物的X射线粉末衍射对比图。
[0032]图9为根据本专利技术的实施例1得到产物的紫外、可见光光谱吸收图。
[0033]图10为根据本专利技术的实施例1得到产物的变温荧光光谱图。
[0034]图11为根据本专利技术的实施例1得到产物的变温荧光光谱数据，在荧光波长524nm下，横坐标为温度，纵坐标为荧光强度，得到的荧光强度对温度响应的线性拟合函数图。
具体实施方式
[0035]下面将结合实施例对本专利技术的实施方案进行详细描述。本领域技术人员将理解，以下实施例仅为本专利技术的优选实施例，以便于更好地理解本专利技术，因而不应视为限定本专利技术的范围。对于本领域的技术人员来说，本专利技术可以有各种更改和变化，凡在本专利技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换或改进等，均应包含在本专利技术的保护范围之内。下述实施例中的实验方法，如无特殊说明，均为常规方法；所用的实验材料，如无特殊说明，均为常规生化试剂厂商购买得到的。
[0036]以下实施例中X射线衍射图谱由粉末X射线衍射仪(Bruker
‑
AXS D8 Advance)提供。
[0037]如图1所示，根据本专利技术的利用水热法合成的有机膦酸铀酰晶态多孔荧光材料制备方法包括：
[0038]步骤一:将有机膦酸配体加入至反应釜中；
[0039]步骤二:将硝酸铀酰加入至反应釜中；
[0040]步骤三:将模板剂加入至反应釜中；
[0041]步骤四:将去离子水水加入至反应釜中；
[0042]步骤五:将NaOH溶液加入至反应釜中；
[0043]步骤六:滴加氢氟酸溶液至反应釜中；
[0044]步骤七:将反应釜放置于烘箱加热，进行水热法结晶；
[0045]步骤八:使用乙醇和纯水进行反应洗涤，室温下干燥，获得产品。
[0046]实施例一:
[0047]本专利技术一种有本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种有机膦酸铀酰晶态多孔荧光材料的制备方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：步骤1:将有机膦酸配体加入至反应釜中；步骤2:将硝酸铀酰溶液模板剂加入至反应釜中；步骤3:将模板剂加入至反应釜中；步骤4:将去离子水加入至反应釜中；步骤5:将NaOH溶液加入至反应釜中；步骤6:滴加质量分数为37％
‑
40％的氢氟酸溶液至反应釜中；步骤7:将反应釜放置于烘箱160℃加热五天，进行结晶；步骤8:使用乙醇和纯水进行反复洗涤2
‑
3次，至无絮状物出现，室温下干燥，获得产品。2.根据权利要求1所述的有机膦酸铀酰晶态多孔荧光材料制备方法，其特征在于，步骤1中，有机膦酸配体为1，3，5，7
‑
四(4
‑
膦酸苯基)甲烷。3.根据权利要求1所述的有机膦酸铀酰晶态多孔荧光材料制备方法，其特征在于，步骤2中，硝酸铀酰溶液是0.1mol/L ...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑滔，漆超，
申请(专利权)人：南京理工大学，
类型：发明
国别省市：