一种基于卟啉的Al-MOF材料及其制备方法、应用技术

本发明专利技术公开了一种基于卟啉的Al

【技术实现步骤摘要】
一种基于卟啉的Al
‑
MOF材料及其制备方法、应用


[0001]本专利技术涉及荧光传感
，尤其涉及一种基于卟啉的Al
‑
MOF材料及其制备方法、应用。

技术介绍

[0002]铜是一种广泛存在于自然界的金属元素，是人类健康和动植物生长所必需的微量元素。然而，过量摄入Cu
2+
会导致呕吐、腹泻、胃部不适等一系列不良健康影响，甚至会导致严重的肝肾损害。由于Cu
2+
在家庭、工业和农业中的广泛使用，它会在食物链中的水、植物和动物中积累，导致饮用水和农业相关基质(如茶叶)的污染，从而对人类产生生理影响。为了满足环境监测和食品安全评价的需要，开发一种高效、选择性、灵敏度高的Cu
2+
检测方法对人类健康和环境保护具有重要意义。
[0003]目前，检测Cu
2+
的主要方法有电感耦合等离子体质谱法(ICP
‑
MS)、电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP
‑
AES)、电化学法、荧光法等。其中，荧光法以其独特的灵敏度高、选择性好、速度快、设备便宜、操作简便等优点备受关注。目前，为了方便测量微量Cu
2+
，已经合成了多种类型的荧光传感器，但大多数只能实现单色荧光检测，具有固有的不稳定性和环境干扰。相比之下，由于自校准机制，比率荧光传感器被认为是潜在的候选者。
[0004]金属有机框架(简称MOFs)由有机支柱和无机节点组成，由于其潜在的应用前景，特别是在气体储存和分离、催化、药物输送和传感方面引起了广泛的研究兴趣。此外，发光金属有机框架(简称LMOFs)由于其独特的化学和物理性能，包括可调结构、大表面积、超高孔隙率以及热和化学稳定性，在化学传感器领域引起了广泛的兴趣。
[0005]目前，为了避免复杂样品和环境的影响，有效提高基于MOFs的传感器的信号精度，许多课题组利用发光MOFs固有的多孔性和客体结合能力，将荧光客体材料引入发光MOFs的通道或腔中，形成具有双发射体系的功能化复合材料。然而，这种复合材料的形成过程需要复杂的操作和消耗大量的时间。因此，用一种简单的方法合成比率型荧光传感器具有重要意义。

技术实现思路

[0006]基于
技术介绍
存在的技术问题，本专利技术提出了一种基于卟啉的Al
‑
MOF材料及其制备方法、应用；本专利技术所述基于卟啉的Al
‑
MOF材料具有独特的微观结构，其用作比率型荧光传感器可以实现对铜离子的特异性识别，且灵敏度高、抗干扰能力好、稳定性好；并且本专利技术制备方法简单，易于操作，耗时间较短。
[0007]本专利技术提出了一种基于卟啉的Al
‑
MOF材料，所述基于卟啉的Al
‑
MOF材料呈梭形柱状，由多层纳米片堆叠成梭形柱状。
[0008]优选地，纳米片的平均厚度为14
‑
24nm。
[0009]优选地，梭形柱的长度为1
‑
4μm；更优选梭形柱的长度为2
‑
3μm。
[0010]本专利技术所述基于卟啉的Al
‑
MOF材料具有独特的微观结构，基于卟啉的Al
‑
MOF材料
中Al
3+
不与卟啉环中的吡咯N配位，为离子检测提供了识别位点，其用作比率型荧光传感器可以实现对铜离子的特异性识别；且灵敏度高，并能有效的避免环境和复杂样品的干扰、抗干扰能力好，并且本专利技术所述基于卟啉的Al
‑
MOF材料具有良好的稳定性。
[0011]本专利技术还提出了上述基于卟啉的Al
‑
MOF材料的制备方法，包括如下步骤：将内消旋
‑
四(4
‑
羧基苯基)卟吩、铝源和水混匀，进行水热反应，得到基于卟啉的Al
‑
MOF材料。
[0012]优选地，铝源为水溶性铝盐。
[0013]优选地，铝源为六水合三氯化铝、三氯化铝中的至少一种。
[0014]优选地，内消旋
‑
四(4
‑
羧基苯基)卟吩与水的重量比为0.1:1
‑
2。
[0015]优选地，内消旋
‑
四(4
‑
羧基苯基)卟吩与Al
3+
的摩尔比为1:1.8
‑
2.2。
[0016]优选地，水热反应的温度为175
‑
185℃，时间为16
‑
24h。
[0017]优选地，水热反应后，固液分离，洗涤，干燥得到基于卟啉的Al
‑
MOF材料。
[0018]对于金属有机框架材料来说，原料种类、用量，制备步骤等工艺、参数的的不同，会使得材料的微观结构发生明显不同，本专利技术通过选用合适的原料、用量并结合适宜的工艺参数，获得了本专利技术所得特定结构的基于卟啉的Al
‑
MOF材料；并且本专利技术制备方法简单，易于操作，耗时间较短。
[0019]本专利技术还提出了上述基于卟啉的Al
‑
MOF材料在比率型荧光传感器中的应用。
[0020]优选地，在比率型荧光传感器检测铜离子中的应用。
[0021]本专利技术还提出了一种比率型荧光传感器，所述比率型荧光传感器为含有上述基于卟啉的Al
‑
MOF材料的溶液，溶液的pH为7.3
‑
7.5。
[0022]优选地，基于卟啉的Al
‑
MOF材料的浓度为0.05
‑
0.2mg/mL。
[0023]优选地，基于卟啉的Al
‑
MOF材料的溶液的溶剂为pH＝7.3
‑
7.5的HEPES缓冲水溶液、pH＝7.3
‑
7.5的Tris
‑
HCl缓冲水溶液中的一种。
[0024]上述pH＝7.3
‑
7.5的HEPES缓冲水溶液为N
‑2‑
羟乙基哌嗪
‑
N
’‑2‑
乙磺酸水溶液，并用HCl水溶液调节pH＝7.3
‑
7.5。
[0025]HEPES缓冲水溶液、Tris
‑
HCl缓冲水溶液可以使得比率型荧光传感器在检测离子时维持稳定的pH范围，避免pH值的变动影响荧光强度，进而影响检测结果。
[0026]本专利技术还提出了一种检测铜离子的方法，包括如下步骤：采用荧光分光光度法，将待测溶液加入上述比率型荧光传感器中，进行荧光强度检测。
[0027]上述水均为去离子水。
[0028]有益效果：
[0029]本专利技术所述基于卟啉的Al
‑
MOF材料具有独特的微观结构，基于卟啉的Al
‑
MOF材料中Al
3+
不与卟啉环中的吡咯N配位，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于卟啉的Al
‑
MOF材料，其特征在于，所述基于卟啉的Al
‑
MOF材料呈梭形柱状，由多层纳米片堆叠成梭形柱状。2.根据权利要求1所述基于卟啉的Al
‑
MOF材料，其特征在于，纳米片的平均厚度为14
‑
24nm。3.根据权利要求1或2所述基于卟啉的Al
‑
MOF材料，其特征在于，梭形柱的长度为1
‑
4μm。4.一种如权利要求1
‑
3任一项所述基于卟啉的Al
‑
MOF材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：将内消旋
‑
四(4
‑
羧基苯基)卟吩、铝源和水混匀，进行水热反应，得到基于卟啉的Al
‑
MOF材料。5.根据权利要求4所述基于卟啉的Al
‑
MOF材料的制备方法，其特征在于，铝源为水溶性铝盐；优选地，铝源为六水合三氯化铝、三氯化铝中的至少一种；优选地，内消旋
‑
四(4
‑
羧基苯基)卟吩与水的重量比为0.1:1
‑
2；优选地，内消旋
‑
四(4
‑
羧基苯基)卟吩与Al
3+
的摩尔比为1:1.8
‑
2.2。6....

【专利技术属性】
技术研发人员：袁玉鹏，刘悦，喻志武，徐更生，
申请(专利权)人：安徽大学，
类型：发明
国别省市：