一种三维四唑基亚铜框架化合物的制备方法和应用技术

本发明专利技术属于水污染检测技术领域，具体涉及一种三维四唑基亚铜框架化合物的制备方法和应用。本发明专利技术将高氯酸铜盐、叠氮钠、乙腈和醇混合后进行反应，得到三维四唑基亚铜框架化合物，所述三维四唑基亚铜框架化合物的化学式为NaCu3(mtz)4；所述高氯酸铜盐包括Cu(ClO4)2和Cu(ClO4)2·

【技术实现步骤摘要】
一种三维四唑基亚铜框架化合物的制备方法和应用


[0001]本专利技术属于水污染检测
，具体涉及一种三维四唑基亚铜框架化合物的制备方法和应用。

技术介绍

[0002]多功能材料在外部场(如光、电)或外部场相互作用时可以执行多种任务，在化学和材料科学领域已经引起了广泛关注。金属有机框架(MOFs)作为构建多功能材料的平台，可以将有机配体与金属中心的内在特性相结合，进而实现定制多种功能。利用MOFs制备得到的MOFs传感器可以直接应用于水环境，应用前景广阔。
[0003]目前，研究人员已经得到具有质子导电和荧光传感特性的多功能材料，例如多功能草酸镧MOFs具有质子导电和对湿度的荧光传感特性，电信号可以通过湿度传递到光信号，从而实现质子传导的可视化。但是，MOFs中的化学键一般很弱，这导致MOFs的热稳定性和化学稳定性较差，少数MOFs的化学稳定性良好，但是热稳定性较差，这就导致MOFs的质子电导率较低。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种三维四唑基亚铜框架化合物的制备方法和应用，本专利技术提供的制备方法得到的三维四唑基亚铜框架化合物具有优异的热稳定性和化学稳定性，质子传导率高。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0006]本专利技术提供了一种三维四唑基亚铜框架化合物的制备方法，包括以下步骤：将高氯酸铜盐、叠氮钠、乙腈和醇混合后进行反应，得到三维四唑基亚铜框架化合物，所述三维四唑基亚铜框架化合物的化学式为NaCu3(mtz)4，所述三维四唑基亚铜框架化合物的CCDC编号为CCDC
‑
2080723；所述高氯酸铜盐包括Cu(ClO4)2和Cu(ClO4)2·
6H2O中的一种；所述高氯酸铜盐和叠氮钠的物质的量之比为1：2；所述反应的保温温度为175～185℃，所述反应在密闭条件下进行。
[0007]优选的，所述高氯酸铜盐和乙腈的质量体积比为(3.5～6)mg：1mL。
[0008]优选的，所述反应包括升温阶段、保温阶段和降温阶段，所述升温阶段为自室温升温至保温阶段的温度，所述保温阶段的保温时间为48～120h，所述降温阶段为自保温阶段的温度降温至室温。
[0009]优选的，所述升温阶段的升温速率为5～7℃/h。
[0010]优选的，所述降温阶段的降温速率为3～4℃/h。
[0011]优选的，所述乙腈和醇的体积比为：8：1～8。
[0012]本专利技术还提供了上述方案所述三维四唑基亚铜框架化合物在硝基苯检测中的应用。
[0013]优选的，所述硝基苯检测包括以下步骤：
[0014](1)将所述三维四唑基亚铜框架化合物和水混合，得到三维四唑基亚铜框架化合物分散液；
[0015](2)将所述三维四唑基亚铜框架化合物分散液和待测溶液混合，得到待测混合液，对所述待测混合液进行荧光色谱检测，得到待测溶液的荧光强度；
[0016]根据预定的标准曲线和所述待测溶液的荧光强度，得到待测溶液中硝基苯的浓度，所述标准曲线为荧光强度和硝基苯浓度之间的线性关系曲线。
[0017]优选的，所述三维四唑基亚铜框架化合物分散液的浓度为1mg/mL。
[0018]优选的，所述步骤(1)中混合的时间为20～30min。
[0019]本专利技术提供了一种三维四唑基亚铜框架化合物的制备方法。本专利技术基于软硬酸碱理论，通过Demko
‑
Sharpless[2+3]环加成反应和溶剂热合成方法，以高氯酸铜盐、叠氮钠和乙腈为反应原料，以乙腈和醇为溶剂，在一定的温度和溶液的自生压力下合成了三维四唑基亚铜框架化合物NaCu3(mtz)4，得到的NaCu3(mtz)4的热稳定性和化学稳定性优异，质子传导率高，对水溶液中硝基苯具有高灵敏度选择性荧光传感性能。本专利技术提供的制备方法步骤简单，便于操作。
[0020]本专利技术上述方案所述制备方法得到的三维四唑基亚铜框架化合物NaCu3(mtz)4是第一例四唑基金属有机框架的水依赖质子导体，MOFs规律的通道可以容纳载流子，独特的氢键网络可以强化质子转移，同时MOFs的有序结构有利于构建由氢键网络组成的质子转移路线，在pH值为3～11的水溶液和有机溶剂中热稳定性和化学稳定性优异，在70℃和100％RH条件下质子电导率超过10
‑2S
·
cm
‑1，质子传导率高，同时在pH值为3～11的水溶液和有机溶剂中热稳定性和化学稳定性优异，对水溶液中硝基苯具有高灵敏度选择性荧光传感性能，可直接应用于环境水中作为荧光探针检测水溶液中的硝基苯等污染物，并且NaCu3(mtz)4的工作温度宽，结构灵活，孔隙率可调，成本低廉，具有大规模应用的潜力。
[0021]本专利技术还提供了上述方案所述制备方法得到的三维四唑基亚铜框架化合物在硝基苯检测中的应用，尤其可以直接应用于水体中进行硝基苯污染物的高灵敏度选择性检测。本专利技术提供的三维四唑基亚铜框架化合物NaCu3(mtz)4对于硝基苯的检测具有检测限低、选择性好、灵敏度高和操作方便的特点。
附图说明
[0022]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0023]图1为实施例1制备的NaCu3(mtz)4的热重曲线(a)和X射线粉末衍射图(b)；
[0024]图2为实施例1制备的NaCu3(mtz)4的在不同溶剂中浸泡后的X射线粉末衍射图；
[0025]图3为实施例1制备的NaCu3(mtz)4的晶体学结构图；
[0026]图4为实施例1制备的NaCu3(mtz)4的不同RH下的Nyquist图(a)、30℃时的质子电导率
‑
RH曲线图(b)、在100％RH时不同温度下的Nyquist图(c)和在100％RH下的ln(σT)
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1000/T活化能曲线图(d)；
[0027]图5为实施例1制备的NaCu3(mtz)4的室温时不同浓度硝基苯水溶液的荧光强度(a)
和标准曲线(b)。
具体实施方式
[0028]本专利技术提供了一种三维四唑基亚铜框架化合物的制备方法，包括以下步骤：将高氯酸铜盐、叠氮钠、乙腈和醇混合后进行反应，得到三维四唑基亚铜框架化合物，所述三维四唑基亚铜框架化合物的化学式为NaCu3(mtz)4，所述三维四唑基亚铜框架化合物的CCDC编号为CCDC
‑
2080723；所述高氯酸铜盐包括Cu(ClO4)2和Cu(ClO4)2·
6H2O中的一种；所述高氯酸铜盐和叠氮钠的物质的量之比为1：2；所述反应的保温温度为175～185℃，所述反应在密闭条件下进行。
[0029]在本专利技术中，所述三维四唑基亚铜框架化合物的化学式为NaCu3(mtz)4，其中本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种三维四唑基亚铜框架化合物的制备方法，包括以下步骤：将高氯酸铜盐、叠氮钠、乙腈和醇混合后进行反应，得到三维四唑基亚铜框架化合物，所述三维四唑基亚铜框架化合物的化学式为NaCu3(mtz)4，所述三维四唑基亚铜框架化合物的CCDC编号为CCDC
‑
2080723；所述高氯酸铜盐包括Cu(ClO4)2和Cu(ClO4)2·
6H2O中的一种；所述高氯酸铜盐和叠氮钠的物质的量之比为1：2；所述反应的保温温度为175～185℃，所述反应在密闭条件下进行。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述高氯酸铜盐和乙腈的质量体积比为(3.5～6)mg：1mL。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述反应包括升温阶段、保温阶段和降温阶段，所述升温阶段为自室温升温至保温阶段的温度，所述保温阶段的保温时间为48～120h，所述降温阶段为自保温阶段的温度降温至室温。4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述升温阶段的升温速...

【专利技术属性】
技术研发人员：卢莹冰，廖雅青，朱水东，
申请(专利权)人：赣南师范大学，
类型：发明
国别省市：