一种锌基三氮唑发光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锌基三氮唑发光材料及其制备方法和应用，该锌基三氮唑发光材料最小不对称单元的化学式为：[Zn3(BTA)2(5

【技术实现步骤摘要】
一种锌基三氮唑发光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，涉及一种锌基三氮唑发光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，5
‑
叔丁基间苯二甲酸为辅配体，与Zn
2+
自组装形成的金属有机骨架材料及其制备方法，以及利用该化合物荧光特性方面的应用。

技术介绍

[0002]金属有机框架(Metal
‑
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]铁元素是人体中最丰富的微量元素，在许多生理过程中至关重要，铁浓度异常可导致贫血、血色素沉着、肝损害等。此外，Fe
3+
作为工业过程污染物的主要来源之一，对生态环境造成污染。迄今为止，用于识别有毒金属离子的大部分方法主要基于工具性方法，包括原子吸收光谱法、ICP
‑
MS和电化学分析。然而，这些方法有一些缺点，例如耗时、费用高、难以调动以及需要训练有素的人员。因此，迫切需要实现对Fe
3+
的快速、高选择性地检测就显得尤为重要。
[0004]近年来，荧光探针因其可操作性强、低成本和出色的响应性能而广泛应用于无机重金属离子、有毒阴离子和小的有机分子等有毒污染物的检测。与昂贵和精密仪器相比，荧光探针用于检测化学污染物具有低成本，便携，精确和实时检测等优势。荧光检测提供了一种选择性检测Fe
3+
离子的简单方法。这些金属离子广泛存在于水中，荧光检测不受水中其他金属离子的影响，材料需要保持其多孔特征和高吸收能力。因此，如何开发具有这些特性的材料是一项挑战。
[0005]由于人口的不断增加，加上城市化和工业化的不断发展，各式各样的污染物排放，对全球环境面临着前所未有的压力。因此，识别和不断监测环境中的化学成分的需求日益增长，开发高效的化学传感器对于环境污染物的监测、识别至关重要。发光金属有机骨架材料兼具无机和有机的综合特点，但是开发无机、有机部分的物理和化学性质的协同作用使得该材料的属性更加多样化又具有纳米孔洞结构和高的孔隙率、大的内比表面积等特点的材料日益困难。

技术实现思路

[0006]专利技术目的：本专利技术所要解决的技术问题是提供了锌基三氮唑发光材料。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
‑
MOF)，它对Fe
3+
呈现出快速、高效的荧光检测性能。
[0007]本专利技术还要解决的技术问题是提供了锌基三氮唑发光材料的制备方法。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。以苯并三氮唑为主配
体，5
‑
叔丁基间苯二甲酸为辅配体和六水硝酸锌，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，从而提高了荧光的发光效率，因此该金属有机骨架材料具有很高的荧光量子产率，在发光二极管(LED)，生物成像，荧光检测等领域有广泛应用。
[0008]本专利技术还要解决的技术问题是提供了锌基三氮唑发光材料的应用。
[0009]本专利技术还要解决的技术问题是提供了一种荧光探针，该荧光探针为检测Fe
3+
的荧光探针。
[0010]本专利技术最后要解决的技术问题是提供了一种Fe
3+
的检测方法。
[0011]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，5
‑
叔丁基间苯二甲酸为辅配体和六水硝酸锌，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，从而提高了荧光的发光效率，因此该金属有机骨架材料具有很高的荧光量子产率，在发光二极管(LED)、生物成像，荧光检测等领域有广泛应用。
[0012]技术方案：本专利技术提供了锌基三氮唑发光材料，所述锌基三氮唑发光材料最小不对称单元的化学式为[Zn3(BTA)2(5
‑
tbuip)2]，其中BTA表示苯并三氮唑，5
‑
tbuip表示5
‑
叔丁基间苯二甲酸，[Zn3(BTA)2(5
‑
tbuip)2]结构式为：
[0013][0014]其中，BTA表示苯并三氮唑，其结构式如下所示：
[0015][0016]其中，所述锌基三氮唑发光材料的激发波长为300～320nm，发射波长为320～350nm。
[0017]本专利技术还公开了具有三维框架结构最小不对称单元为[Zn3(BTA)2(5
‑
tbuip)2]的配合物单晶数据。该最小不对称单元可以无限堆积，其基于锌基发光金属有机骨架材料结构式可以为[Zn3(BTA)2(5
‑
tbuip)2]n
，n为自然数。
[0018]本
技术实现思路
还包括锌基三氮唑发光材料的制备方法，包括以下步骤：称取一定比例的六水硝酸锌、苯并三氮唑和5
‑
叔丁基间苯二甲酸加入到反应容器中，再加入适量乙腈和水，超声溶解至溶液变澄清，放入恒温干燥箱中，100～120℃反应2～3天后，自然降温至室温，过滤得到无色棒状晶体即可得到锌基三氮唑发光材料。
[0019]其中，所述锌基三氮唑发光材料所形成的刚性骨架结构限制了有机配体的旋转和
振动，从而提高了荧光的发光效率，因此该金属有机骨架材料具有很高的荧光量子产率。
[0020]其中，所述六水硝酸锌、苯并三氮唑和5
‑
叔丁基间苯二甲酸的摩尔比为3∶2∶1。
[0021]其中，所述乙腈和水的体积比为2∶1。
[0022]本
技术实现思路
还包括上述的锌基三氮唑发光材料在制备发光二极管、或生物成像、或荧光检测中的应用。
[0023]本
技术实现思路
还包括一种荧光探针，所述荧光探针由所述的锌基三氮唑发光材料制成。
[0024]其中，所述荧光探针为检测Fe
3+
的荧光探针。
[0025]其中，所述Fe
3+
的淬灭常数K
sv
达到8.4
×
103M
‑1。
[0026]本
技术实现思路
还包括一种Fe
3+
离子的检测方法，所述检测方法通过采用所述的锌基三氮唑发光材料或所述的荧光探针对含有Fe
3+
离子的溶液进行检测。
[0027]有益效果：与现有技术相比，本专利技术具备以下优点：
[0028](1)该锌基三氮唑发光材料的最小不对称单本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种锌基三氮唑发光材料，其特征在于，所述锌基三氮唑发光材料的最小不对称单元的化学式为[Zn3(BTA)2(5
‑
tbuip)2]，其中BTA表示苯并三氮唑，5
‑
tbuip表示5
‑
叔丁基间苯二甲酸，[Zn3(BTA)2(5
‑
tbuip)2]的结构式为：2.根据权利要求1所述的锌基三氮唑发光材料，其特征在于，所述锌基三氮唑发光材料的激发波长为300～320nm，发射波长为320～350nm。3.权利要求1或2所述的锌基三氮唑发光材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：称取六水硝酸锌、苯并三氮唑，5
‑
叔丁基间苯二甲酸加入到反应容器中，再加入适量乙腈和水，超声溶解至溶液变澄清，放入恒温干燥箱中，100～120℃反应2～3天后，自然降温至室温，过滤得到无色棒状晶体即为所述锌基三氮唑发光材料。4.根据权利要求3所述的锌基三氮唑发光材料的制备方法，其特征在于，所述六...

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