一种双核稀土簇晶态材料的制备方法及其应用技术

本发明专利技术公开了一种双核稀土簇晶态材料的制备方法及其应用，属于稀土金属材料合成领域，本发明专利技术通过挥发法制备了双核稀土簇晶态材料，该双核稀土簇晶态材料由稀土(III)元素、配体2,3,4,5,6

【技术实现步骤摘要】
一种双核稀土簇晶态材料的制备方法及其应用


[0001]本专利技术属于稀土金属材料合成领域，特别涉及一种双核稀土簇晶态材料的制备方法及其应用。

技术介绍

[0002]铬元素对人体有重要作用，主要与胰岛素关系密切，特别是对糖尿病患者而言有着重要的作用，是一种对人体非常有利的微量元素。当铬元素缺乏时，容易表现出糖代谢失调，进而引发糖尿病。但同样的，铬是一种毒性很强的重金属，容易进入人体细胞，对肝、肾等器官造成伤害。如果铬在人体累积的话，可能会引起癌病变。对环境而言，过量的铬离子(Cr
3+
)对水生生物存在着致死的危害，而进入土壤中的铬离子会随着植物的新陈代谢在植物体内累积，从而进入人体，对人体健康造成危害。由于铬离子(Cr
3+
)主要来源于矿物冶炼的过程，因此，对各个工厂废水中的Cr
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含量进行快速、灵敏的检测具有重大的意义。故有必要开发一种高效、准确、简单快捷的检测Cr
3+
的方法。
[0003]目前，检测Cr
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的方法主要有：原子吸收光谱法、示波极谱法、直接电流法等，但这些方法成本高、操作繁琐、灵敏度低，不能实时进行简单快速的分析。近年来，荧光探针因具有选择性强、灵敏度高、响应时间快速、成本低廉、方便快捷等优势越来越多地被应用于各个领域。
[0004]稀土配合物拥有多样的配位几何结构、独特的磁性以及稳定性，具有通过天线效应产生的独特光学特性，包括大的斯托克斯位移、稳定的发射带和长的发光寿命，成为理想的发光传感材料。稀土配合物荧光探针中，有机配体可通过“天线效应”敏化稀土离子发出强的特征荧光，这种高发光强度的特征荧光可以与一些非荧光的金属阳离子进行相互作用而导致稀土配合物荧光的淬灭。借助配合物的这一发光性能的变化，可用来识别和检测金属阳离子的存在。
[0005]稀土配合物荧光探针具有独特的光学性质，具有样品用量少、分析速度快、灵敏度高、检测限低等特点。但如何实现对Cr
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的特异性检测，尤其是实际环境中Cr
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的检测，还需要选择合适的稀土金属和有机配体去构筑能作为检测目标物的稀土金属配合物材料。

技术实现思路

[0006]针对上述现有技术存在的问题，本专利技术的目的在于提供了一种双核稀土簇晶态材料的制备方法及其应用。该双核稀土簇晶态材料具有优异的荧光性能，作为荧光探针用于Cr
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的检测时，具有检测限低、抗干扰性强、响应时间快的特点，可以应用于水环境、人体血清和尿液中痕量Cr
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的定性检测。
[0007]为了达到上述目的，本专利技术采用了以下技术方案：
[0008]本专利技术第一方面提供了一种双核稀土簇晶态材料，所述双核稀土簇晶态材料由稀土(III)元素、配体2,3,4,5,6
‑
五氟苯甲酸以及辅助配体1,10
‑
菲啰啉构筑而成，化学式为RE2(PFBA)6(phen)2(H2O)2，其中，所述RE为正三价稀土离子Eu(III)或者Tb(III)，所述PFBA
为去质子化2,3,4,5,6
‑
五氟苯甲酸，所述phen为1,10
‑
菲啰啉。
[0009]优选的，所述双核稀土簇晶态材料结晶于单斜晶系，空间群为P
‑
1，晶胞参数：1，晶胞参数：α＝63.938～84.122
°
，β＝65.040～85.549
°
，γ＝59.820～80.238
°
,
[0010]优选的，所述双核稀土簇晶态材料的基本结构单元为由晶体学独立且具有相同配位环境的两个RE、六个PFBA、两个phen以及两个游离的水分子配位构筑的中性结构单元，且基本结构单元中，两个RE均采取八配位模式，三个PFBA配体和一个phen配体与一个RE螯合，其中，参与配位的六个O来自于三个PFBA配体中的羧基氧，两个N来自于phen配体，RE
‑
O的键长位于之间，RE
‑
N的键长位于之间。
[0011]本专利技术第二方面提供了上述双核稀土簇晶态材料的制备方法，包括以下步骤：
[0012]S1、将稀土可溶性盐于溶剂中溶解，得到稀土盐溶液；
[0013]S2、向步骤S1得到的稀土盐溶液中加入去质子化2,3,4,5,6
‑
五氟苯甲酸混合均匀，得到混合溶液A；
[0014]S3、将1,10
‑
菲啰啉溶解于有机溶剂中，然后加入到步骤S2得到的混合溶液A中混合均匀，得到混合溶液B；
[0015]S4、将步骤S3得到的混合溶液B于容器中用保鲜膜封口，扎孔，溶剂挥发，得到双核稀土簇晶态材料。
[0016]优选的，步骤S1中，所述稀土可溶性盐为稀土金属的硝酸盐、氯化盐、乙酸盐、磺酸盐、草酸盐和三氟甲磺酸盐中的任一种。
[0017]优选的，步骤S1中，所述溶剂的用量按重量为稀土可溶性盐用量的10～1000倍，进一步优选为20～200倍。
[0018]优选的，步骤S1中，所述溶剂为水或者有机溶剂，所述有机溶剂优选为二甲基亚砜、N,N
‑
二甲基甲酰胺、四氢呋喃、甲醇、乙腈、乙醇、丙酮、乙酰丙酮、二氯甲烷和三氯甲烷中的一种或者两种以上的组合。
[0019]优选的，步骤S2中，所述去质子化2,3,4,5,6
‑
五氟苯甲酸，是通过加入碱液将2,3,4,5,6
‑
五氟苯甲酸的pH调节至5.5～6.5而得到，所述碱液为氢氧化钠、氢氧化钾、三乙胺或者氨水中的一种或者两种以上的组合。
[0020]优选的，步骤S3中，所述有机溶剂的用量按重量为1,10
‑
菲啰啉用量的200～1000倍，进一步优选为30～800倍。
[0021]优选的，步骤S3中，所述有机溶剂为二甲基亚砜、N,N
‑
二甲基甲酰胺、四氢呋喃、甲醇、乙腈、乙醇、丙酮、乙酰丙酮、二氯甲烷和三氯甲烷中的一种或者两种以上的组合。
[0022]优选的，步骤S4中，所述混合溶液B中溶剂挥发的环境条件为常规大气、氮气、氧气和氩气氛围中的任一种，进一步优选为常规大气氛围。
[0023]优选的，步骤S4中，所述混合液在常规大气环境下挥发时间为1～90d。
[0024]优选的，所述稀土可溶性盐、2,3,4,5,6
‑
五氟苯甲酸以及1,10
‑
菲啰啉的摩尔比为1:3:1。
[0025]本专利技术第三方面还提供上述双核稀土簇晶态材料作为荧光探针应用于实际环境
中Cr
3+
的检测，其中，所述实际环境包括水环境和人体血清、尿液等。
[0026]本专利技术第四方面还提供上述双核稀土簇晶态材料制作试纸用于Cr
3+
的定性检测。
[0027]本专利技术具备如下有益效果：
[002本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种双核稀土簇晶态材料，其特征在于，所述双核稀土簇晶态材料的化学式为：RE2(PFBA)6(phen)2(H2O)2，其中，所述RE为正三价稀土离子Eu(III)或者Tb(III)，所述PFBA为去质子化2,3,4,5,6
‑
五氟苯甲酸，所述phen为1,10
‑
菲啰啉。2.根据权利要求1所述的双核稀土簇晶态材料，其特征在于，所述双核稀土簇晶态材料结晶于单斜晶系，空间群为P
‑
1，晶胞参数：α＝63.938～84.122
°
，β＝65.040～85.549
°
，γ＝59.820～80.238
°
，，3.根据权利要求1所述的双核稀土簇晶态材料，其特征在于，所述双核稀土簇晶态材料的基本结构单元为由晶体学独立且具有相同配位环境的两个RE、六个PFBA、两个phen以及两个游离的水分子配位构筑的中性结构单元，且基本结构单元中，两个RE均采取八配位模式，三个PFBA配体和一个phen配体与一个RE螯合，其中，参与配位的六个O来自于三个PFBA配体中的羧基氧，两个N来自于phen配体，RE
‑
O的键长位于之间，RE
‑
N的键长位于之间。4.一种如权利要求1
‑
3任一项所述双核稀土簇晶态材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、将稀土可溶性盐于溶剂中溶解，得到稀土盐溶液；S2、向步骤S1得到的稀土盐溶液中加入去质子化2,3,4,5,6
‑
五氟苯甲酸混合均匀，得到混合溶液A；S3、将1,10
‑
菲啰啉溶解于有机溶剂中，然后加入到步骤S2得到的混合溶液A中混合均匀，得到混合溶液B；S4、将步骤S3得到的混合溶液B于容器中用保鲜膜封口，扎孔，溶剂挥发，得到双核稀...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾承辉，常文婷，余筱波，丁立稳，许招会，
申请(专利权)人：江西师范大学，
类型：发明
国别省市：