一种新型铕基MOF材料及其制备方法和其检测乙胺和棉酚的应用技术

本发明专利技术公开了一种新型铕基MOF材料及其制备方法和检测乙胺和棉酚的应用，属于MOF材料制备技术领域，将氯化铕、配体4,4'

【技术实现步骤摘要】
一种新型铕基MOF材料及其制备方法和其检测乙胺和棉酚的应用


[0001]本专利技术属于MOF材料制备
，涉及一种新型铕基MOF材料及其制备方法和其检测乙胺和棉酚的应用，具体涉及铕基MOF材料对乙胺和棉酚分别为荧光增强和猝灭的检测应用。

技术介绍

[0002]金属
‑
有机骨架化合物(MOFs)是由金属离子簇与有机配体通过自组装形成的一类具有高比表面积、大孔隙率和配位结构多样性的新型长程有序的晶体材料。由于MOF材料的构筑单元具有广泛的选择性，且在合成方法上富有设计性，常表现出一些独特的物理、化学性质，具有很强的功能可设计性。因此，MOF材料在能源存储、电化学催化和传感等方面具有重要应用。
[0003]MOF材料可以通过引入发光配体或发光金属离子等构筑得到具有优良发光性能的荧光材料，通过配体与金属离子之间的配位作用，则有可能进一步提高其发光效率。因此，MOF是一类重要的荧光探针材料，已被广泛应用于爆炸物有机小分子、重金属离子和生物标志物等检测中。
[0004]但是，通常MOF荧光探针的检测是基于单一的荧光增强或荧光猝灭对单一分析物进行检测，其对单一分析物的检测涉及材料构筑、性能分析等多流程。出于检测效率和检测便携的需要，当前迫切需要能对不同分析物具有不同响应的单一MOF荧光材料。然而，截止目前尚未有基于单一MOF荧光材料对不同分析物具有不同响应的多功能检测的报道。

技术实现思路

[0005]为了克服上述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种新型铕基MOF材料及其制备方法和其检测乙胺和棉酚的应用，以解决的现有的MOF荧光材料无法实现对不同分析物具有不同响应的技术难题。
[0006]为了达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案予以实现：
[0007]本专利技术公开了一种新型铕基MOF材料的制备方法，包括：
[0008]将缺电子、噻二唑基团功能化的配体4,4
′‑
(苯并[c][1,2,5]噻二唑
‑
4,7
‑
二基)二苯甲酸(4,4
′‑
(benzo[c][1,2,5]thiadiazole
‑
4,7
‑
diyl)dibenzoic acid)、氯化铕和苯甲酸按照1：(0.5～1.5)：(40～50)的摩尔比混合，以DMF为溶剂，通过一步水热法制得新型铕基MOF材料即Eu
‑
TTPDC。
[0009]优选地，在一步水热法之前，将反应物和DMF超声处理10～20min。
[0010]优选地，一步水热法的条件为：反应温度100～130℃，反应时间为10～14h。
[0011]优选地，在一步水热法之后，还包括后处理操作：将反应溶液冷却至室温，对反应溶液离心(12000rpm)、洗涤处理，将离心沉淀物烘干，制得新型铕基MOF材料即Eu
‑
TTPDC。
[0012]本专利技术还公开了采用上述的新型铕基MOF材料的制备方法制得的新型铕基MOF材
料，其特征在于，该铕基MOF材料的形状为均匀棒状，长度为1～10μm，宽度为100～300nm。
[0013]优选地，该新型铕基MOF材料的孔道范围为2.15
‑
4.19nm,平均孔道尺寸为2.25nm。
[0014]本专利技术还公开了一种Eu
‑
TTPDC MOF单晶，采用下述方法合成得到：依次将9.4mg的H2
‑
TTPDC、9.2mg的六水合氯化铕、3.6mL的DMF、0.9mL的去离子水和5μL的浓度为6mol/L的盐酸混合，得到混合溶液；对混合溶液超声处理，使混合溶液中的溶质充分溶解，然后于90℃下反应72小时，待反应结束后，静置，冷却至室温时，即可得到Eu
‑
TTPDC棒状单晶。
[0015]进一步地，所述Eu
‑
TTPDC MOF单晶的晶体结构式为[Eu2(TTPDC)3(H2O)4]·
3DMF，空间群为P
–
1，属于三斜晶系，每一个不对称单元包括两个Eu
3+
离子，三个脱质子的H2‑
TTPDC配体，四个配位水分子以及三个游离的DMF溶剂分子。不对称单元中的两个Eu
3+
离子由H2‑
TTPDC配体上的羧基桥联，两个Eu
3+
离子均采取八配位模式，形成近似于四方反棱柱构型。八个配位原子均为氧原子，其中六个来自H2‑
TTPDC配体，两个来自配位的水分子。在配合物中，Eu
3+
离子通过配体桥联，以Eu1
‑
Eu2
‑
Eu1交错排列，沿a轴形成一维双链式结构。通过配体两端的羧基，链与链扩展为三维多孔结构。孔道内的DMF分子可以同配位的水分子形成氢键，氢键长度为2.71到2.73埃。由于较强的氢键作用和合适的孔道大小，客体分子可以通过单晶衍射全部解析出来。
[0016]本专利技术还公开了上述的新型铕基MOF材料或者在制备荧光探针中的应用。
[0017]进一步地，由所述新型铕基MOF材料制备的荧光探针在检测乙胺时表现为荧光增强，其机理在于乙胺进入MOF孔道后和配体噻二唑基团上的N原子形成氢键，延长了π
‑
共轭结构从而引起了荧光增强，其检测限达到1.30μM。
[0018]进一步地，由所述新型铕基MOF材料制备的荧光探针在检测棉酚时表现为荧光猝灭，其机理在于主客体之间的电子转移引起荧光猝灭，其检测限达到4.32μM。
[0019]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
[0020]本专利技术公开的铕基MOF材料即Eu
‑
TTPDC MOFs的制备方法，以4,4
′‑
(benzo[c][1,2,5]thiadiazole
‑
4,7
‑
diyl)dibenzoic acid(H2‑
TTPDC)、六水合氯化铕和苯甲酸为原料，以DMF为溶剂，通过一步水热反应，得到Eu
‑
TTPDC MOF材料。该方法具有反应温度低、操作简单易于控制、环境友好等优点。
[0021]利用本专利技术公开的方法制备得到的Eu
‑
TTPDC MOF具有大π共轭结构、多活性位点及大孔道尺寸等特点。因此，本专利技术的Eu
‑
TTPDC MOF材料对乙胺和棉酚分别表现出灵敏的荧光增强/猝灭检测效果，检测限分别达到1.30μM和4.32μM。此外，Eu
‑
TTPDC MOF对乙胺和棉酚的荧光增强\猝灭检测均实现了裸眼便携式紫外灯下检测。
附图说明
[0022]图1为本专利技术具体实施例1水热反应法制备Eu
‑
TTPDC MOF的有机配体H2‑
TTPDC的结构式；
[0023]图2为本专利技术具体实施例1水热反应本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种新型铕基MOF材料的制备方法，其特征在于，包括：将4,4
′‑
(苯并[c][1,2,5]噻二唑
‑
4,7
‑
二基)二苯甲酸、氯化铕和苯甲酸按照1：(0.5～1.5)：(40～50)的摩尔比混合，以DMF为溶剂，通过一步水热法制得新型铕基MOF材料即Eu
‑
TTPDC。2.根据权利要求1所述的新型铕基MOF材料的制备方法，其特征在于，在一步水热法之前，将反应物和DMF超声处理10～20min。3.根据权利要求1所述的新型铕基MOF材料的制备方法，其特征在于，一步水热法的条件为：反应温度100～130℃，反应时间为10～14h。4.根据权利要求1所述的新型铕基MOF材料的制备方法，其特征在于，在一步水热法之后，还包括后处理操作：将反应溶液冷却至室温，对反应溶液离心、洗涤处理，将离心沉淀物烘干，制得新型铕基MOF材料即Eu
‑
TTPDC。5.采用权利要求1～4中任意一项所述的新型铕基MOF材料的制备方法制得的新型铕基MOF材料，其特征在于，该新型铕基MOF材料的形状为均匀棒状，长度为1～10μm，宽度为100～300nm。6.根据权利要求5所述的新...

【专利技术属性】
技术研发人员：王咏梅，刘存顺，张鑫鑫，徐颖，杨如森，
申请(专利权)人：西安电子科技大学，
类型：发明
国别省市：