一种双金属基发光金属有机骨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双金属基发光金属有机骨架材料及其制备方法和应用，该锌基发光金属有机骨架材料最小不对称单元的化学式为：[Zn6Na5(BTA)6(oba)6(DMF)2]，本发明专利技术将六水硝酸锌，氢氧化钠，BTA，4,4

【技术实现步骤摘要】
一种双金属基发光金属有机骨架材料及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于发光金属有机骨架材料领域，涉及一种双金属基发光金属有机骨架材料及其制备方法和应用，尤其涉及以苯并三氮唑为主配体，4，4
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二苯醚二甲酸为辅配体，与Zn
2+
和Na
+
自组装形成的金属有机骨架材料及其制备方法，以及利用该化合物金属离子吸附特性方面的应用。

技术介绍

[0002]金属有机框架(Metal
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organic ffameworks，MOFs)也称作为配位聚合物，它是一类由有机配体和金属中心通过自组装形成的具有一维、二维、三维的无限网络结构的晶体材料。兼有无机材料的刚性和有机材料的柔性特征。使其在现代材料研究方面呈现出巨大的发展潜力和诱人的发展前景。
[0003]铅元素与有机物不同，它在水中不会被微生物降解，十分稳定。所以水中铅污染物可以通过食物链在生物体中逐步蓄积富集；或者被水中悬浮粒子吸附而沉入水底淤泥中。因此，水底淤泥中铅含量比较高。另外水质污染中的铅可以通过食物链或者饮水进入人体，然后在一定的部位或者特定的组织器官中蓄积，达到一定的程度就会使人体中毒，对神经系统的毒害最大。铅是蓄积性毒物，铅在血液中可以以磷酸氢盐、蛋白复合物或铅离子的状态随血液循环而迁移，随后除少量在肝、脾、肾等组织及红细胞中存留外，大约有90％～95％的铅以比较稳定的不溶性磷酸铅储存于骨骼系统。
[0004]铅元素在水体中一般有两种存在形式：一种是+2价铅和+4价铅的可溶态，这种形态的铅毒性很大，可为人、生物直接吸收；另一种是悬浮物和沉积物中的铅，是颗粒态的。铅元素在水体中大多以铅盐的形式存在，例如氢化铅、硫化铅.......另外铅离子在水体中会发生络合反应生产一些络合物，所以铅通过沉淀作用可以使铅在水体中的扩散速度和范围得到限制。铅离子带正电被水中带负电的胶体吸附，发生聚沉现象，最后大量的铅沉积在排污口的底泥中，实现铅从水体转化到表层沉积物中，在一些反应中会转化为其他形式，同是表层沉积物中的铅在一定的条件下通过一系列的物理、化学、生物过程释放到水体中，形成二次污染。铅会造成水体富集化，水体中植物通过根系从底泥中吸收化学铅，然后一些植食类动物消化后铅就在体内富集，这样随着食物链铅一级一级的富集，从而铅的浓度就相当高，使水体富集化。
[0005]铅在水体中一般被三种物质吸附：一、腐殖质对铅离子的吸附。腐殖质与金属离子生成配合物是腐殖质的最重要的环境性质之一。腐殖质与金属离子反应生成金属质和释放出氢离子。二、胡敏酸对铅离子的吸附。吸附之后PH值随着吸附量的升高而升高。三、粘土矿物质对铅离子的吸附。粘土矿物质中的硅氧片和水铝片能交换水中重金属离子的阳离子，例如Pb
2+
、Mg
2+
.......铅不仅使水体富集化，而且还对水生动植物有很大影响。铅会减少植物体内的叶绿体、线粒体和细胞核结构，使叶绿素和抗坏血酸含量降低。同时也会降低硝酸还原酶和脱氢还原酶活性，阻碍呼吸代谢、光合作用、清素还原、细胞分裂等。从而影响植物品质和生物量。铅能够抑制水生动物的酶活性，妨碍机体的代谢作用，造成生理生化指标的
改变。铅还会对水生动物的下丘脑、脑垂体、性腺轴生殖内分泌调控系统产生毒害作用。
[0006]含铅废水很难处理，一般含铅废水采用投加硫化钠的沉淀法和投加石灰乳使铅离子生成Pb(OH)2沉淀的方法除去。还有就是用电偶
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铁氧体法处理印刷厂的含铅废水。铅使水体富集化，通过食物链影响着人体健康。所以寻找简单、便捷、快速高效的吸附Pb
2+
的方法至关重要。在这里我们合成了一种锌、钠双金属基发光金属有机骨架材料，这种材料中具有未配位的N原子和O原子，这为金属离子或小分子提供了开放位点。并且发现Pb
2+
离子可以影响该有机骨架材料的荧光发射，并对其快速吸附。这意味着它们可以用作检测Pb
2+
荧光检测和吸附剂。
[0007]随着现代工业的快速发展，大量的重金属污染废水是一个棘手的环境问题。从经济效益和回收效益的角度来看，吸附是一种合适的技术。金属有机骨架材料(MOFs)是环境修复领域的研究热点。然而，如何找到改性的方向来挖掘MOFs的吸附潜力是一个难题。双金属MOF可以充分利用双母材料的优势，甚至具有协同效应，可以潜在地增强去除铅的能力。这些结果为开发新一代吸附剂提供了合理的设计原则。

技术实现思路

[0008]专利技术目的：本专利技术所要解决的技术问题是提供了基于锌、钠双金属基发光金属有机骨架材料。本专利技术就是通过金属离子和功能化的苯并三氮唑为主配体进行自组装的作用，构筑了具有优异的荧光特性的金属有机骨架材料(Zn，Na
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MOF)，它对Pb
2+
呈现出显著的荧光变化和快速、高效的吸附性能。
[0009]本专利技术还要解决的技术问题是提供了基于锌、钠双金属基发光金属有机骨架材料的制备方法。本专利技术选取价格低廉并具有多种潜在的配位方式，可以提供动态、灵活骨架的苯并三氮唑为主配体，作为一种刚性多官能团配体，具有较大的苯环和三氮唑环共轭体系。以苯并三氮唑主配体，和六水硝酸锌、氢氧化钠，通过溶剂热法合成得到，形成的刚性骨架结构限制了有机配体的旋转和振动，从而形成了空间二维网状结构，具有一定的孔隙率，不仅提高了荧光的发光效率，而且该金属有机骨架材料具有较好的荧光检测和吸附性能，在发光二极管(LED)，生物成像，金属离子吸附，荧光检测等领域有广泛应用。
[0010]本专利技术还要解决的技术问题是提供了基于锌、钠双金属基发光金属有机骨架材料的应用。
[0011]本专利技术还要解决的技术问题是提供了一种金属离子荧光检测剂或吸附剂，该金属离子荧光检测剂或吸附剂为Pb
2+
的荧光检测剂或吸附剂。
[0012]本专利技术最后要解决的技术问题是提供了一种荧光检测和吸附Pb
2+
离子的方法。
[0013]本专利技术选取价格低廉并具有多种潜在的配位方式，可以提供动态、灵活骨架的苯并三氮唑为主配体，作为一种刚性多官能团配体，具有较大的苯环和三氮唑环共轭体系。以苯并三氮唑为主配体，4，4
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二苯醚二甲酸为辅配体，和六水硝酸锌、氢氧化钠通过溶剂热法合成得到，形成的刚性骨架结构限制了有机配体的旋转和振动，从而形成了空间二维网状结构，具有一定的孔隙率，不仅提高了荧光的发光效率，而且该金属有机骨架材料具有较好的荧光检测和吸附性能，在发光二极管(LED)、生物成像，金属离子吸附，荧光检测等领域有广泛应用。
[0014]技术方案：本专利技术提供了基于锌、钠双金属基发光金属有机骨架材料，所述锌、钠
双金属基发光金属有机骨架材料最小不对称单元的化学式为[Zn6Na5(BTA)6(oba)6(DMF)2]，其中BTA表示苯并三氮唑，oba表示4，4
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二苯醚二甲酸，[Zn6Na5(BTA)6(oba)6(DM本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种双金属基发光金属有机骨架材料，其特征在于，所述双金属基发光金属有机骨架材料的最小不对称单元的化学式为[Zn6Na5(BTA)6(oba)6(DMF)2]，其中BTA表示苯并三氮唑，oba表示4，4
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二苯醚二甲酸，[Zn6Na5(BTA)6(oba)6(DMF)2]的结构式为：2.根据权利要求1所述的双金属基发光金属有机骨架材料，其特征在于，所述双金属基发光金属有机骨架材料的激发波长290～310nm，发射波长320～350nm。3.权利要求1或2所述的双金属基发光金属有机骨架材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：称取六水硝酸锌、氢氧化钠、苯并三氮唑和4，4
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二苯醚二甲酸加入到反应容器中，再加入适量DMF和乙腈，超声溶解至溶液变澄清，放入恒温干燥箱中，130～150℃反应2～3天后，自然降温至室温，过滤得到白色块状晶体即为所述锌、钠双金属基发光金属有机骨架材料。4.根据权利要求3所述的双金属基发光金属有机骨架材料的制备方法，其特征在于，所述六水硝酸锌、氢氧化钠、苯并三氮唑和4，4

【专利技术属性】
技术研发人员：汪芳明，倪建玲，梁宇，李广俊，邵娟娟，
申请(专利权)人：江苏科技大学，
类型：发明
国别省市：