一种碳点/染料@金属有机骨架复合材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供了一种碳点/染料@金属有机骨架复合材料及其制备方法和应用，通过在金属有机骨架的合成过程中加入制备得到的CDs和染料，制备了一种CDs/染料@金属有机骨架复合材料，该复合材料具有较宽的吸收光谱和发射光谱，可根据需求改变CDs和染料种类从而改变双(多)荧光发射峰位置，合成方法简单便捷。该种荧光复合材料兼具金属有机骨架高稳定性和CDs的激发波长可以调谐，已成功用于建立比率荧光探针检测汞离子，还有望应用于光催化、防伪材料、生物成像、污染物降解和LED发光材料等方面。面。面。

【技术实现步骤摘要】
一种碳点/染料@金属有机骨架复合材料及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及材料制备
，具体涉一种碳点/染料@金属有机骨架复合材料及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]碳量子点具有优秀的光学性质，良好的水溶性、低毒性、环境友好、原料来源广、成本低、生物相容性好等诸多优点。自从碳量子点被首次发现以来，人们开发出了许多合成方法，包括电弧放电法、激光销蚀法、电化学合成法、化学氧化法、燃烧法、水热合成法、微波合成法、模板法等。
[0003]碳点CDs因具有高光热稳定性、表面易于修饰、可调节组成和荧光发射、良好的生物相容性和低细胞毒性等优异性能，因而在荧光探针、化学和生物传感、药物检测、药物传递和光催化等方面是一种很有前途的纳米材料。目前报道的多数CDs均为蓝色发光的单一荧光峰，容易受到其他物质和仪器电压、浓度变化等不可控因素的干扰。
[0004]金属有机框架作为由有机配体和金属离子组成的新型多孔材料，具有可调的骨架结构、大的比表面积、可调的孔径和形状等诸多优异特性，金属有机骨架的高度多孔结构可用于开发纳米团簇/金属有机骨架复合材料，以增强纳米团簇的荧光性能。
[0005]但是，目前双(多)发射荧光材料的研究较少。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于提供一种碳点/染料@金属有机骨架复合材料及其制备方法，将具有蓝色荧光的CDs和高量子产率的染料嵌入金属有机骨架中，开发了一种新型具有双发射荧光峰的金属有机骨架，表现出优异的水溶性和双发射荧光峰，不仅避免CDs和染料分子因聚集诱导导致的荧光猝灭，而且还可以保持CDs和染料的稳定性和光化学活性。
[0007]本专利技术还有一个目的在于提供碳点/染料@金属有机骨架复合材料的应用，用于比率荧光探针检测汞离子。
[0008]本专利技术具体技术方案如下：
[0009]一种碳点/染料@金属有机骨架复合材料的制备方法，具体为：
[0010]在金属有机骨架制备过程中，加入CDs和染料，搅拌混匀后，反应，即得。
[0011]所述金属有机骨架选自ZIF
‑
8、UiO
‑
66或ZIF
‑
67；
[0012]所述染料包括但不限于罗丹明6G(Rh6G)、罗丹明B、尼罗蓝、中性红、荧光黄或喹哪啶红；
[0013]所述CDs(碳点)为发射波长位于350
‑
700nm的CDs；所述CDs通过水热或微波法合成；
[0014]反应后，经过洗涤离心干燥即制得CDs/染料@金属有机骨架复合材料粉末。
[0015]所述CDs包括但不限于柠檬酸与尿素或柠檬酸与乙二胺为原料所制备获得的碳点；
[0016]优选的，所述CDs的制备方法为：
[0017]将柠檬酸和尿素溶于超纯水中，超声搅拌溶解后转入特氟龙内衬中，将组装好的反应釜置于设定温度的烘箱中加热，反应结束，取出反应液，经过滤离心透析，制得CDs。
[0018]所述碳点/染料@金属有机骨架复合材料为CDs/Rh6G@ZIF
‑
8、CDs/Rh6G@UiO
‑
66。
[0019]优选的，所述碳点/染料@金属有机骨架复合材料为CDs/Rh6G@ZIF
‑
8，制备方法为：2
‑
甲基咪唑和硝酸锌分别溶于甲醇中，将所得硝酸锌溶液滴入2
‑
甲基咪唑溶液中，滴加完毕后，立即加入CDs和罗丹明6G，随后继续搅拌混匀后，静置12～36h，反应结束，将所得固体经过3
‑
5次洗涤离心，最后干燥，得到CDs/Rh6G@ZIF
‑
8橙红色粉末。
[0020]所述2
‑
甲基咪唑和硝酸锌的质量比为1：1
‑
10：1，优选为2:1；
[0021]所述2
‑
甲基咪唑在甲醇中浓度为0.01
‑
0.05g/mL；
[0022]所述2
‑
甲基咪唑和CDs质量比100：1
‑
10；优选为100：1；
[0023]所述CDs和罗丹明6G的质量比为1:0.48
‑
0.51，优选为1:0.5；
[0024]ZIF
‑
8的生长是一个表面限制过程，ZIF
‑
8的形成受到溶剂中配体或离子的数量的影响。在合成过程中，随着2
‑
甲基咪唑/Zn
2+
比值的增加，形成的ZIF
‑
8颗粒较大，大颗粒ZIF
‑
8是由较小的ZIF
‑
8纳米晶体聚集在一起形成的。并且2
‑
甲基咪唑和Zn
2+
离子在很短的时间内就可以形成ZIF
‑
8晶核。因此，2
‑
甲基咪唑/Zn
2+
的比例及溶剂体积对ZIF
‑
8形貌的影响很大，不同加入量得到的产物形貌不一样。
[0025]优选的，所述碳点/染料@金属有机骨架复合材料为CDs/Rh6G@UiO
‑
66，制备方法为：将对苯二甲酸和醋酸钠分别溶于N,N
‑
二甲基甲酰胺DMF中，将获得的两种溶液超声混合均匀后，加入四氯化锆，继续超声至四氯化锆完全溶解，随后向其中加入CDs和Rh6G，再将混合液体转入特氟龙内衬反应釜中，加热反应，反应结束，取出反应液，经多次离心干燥后，得到CDs/Rh6G@UiO
‑
66橙红色粉末。
[0026]所述对苯二甲酸和醋酸钠的质量比为1：1
‑
5：1，优选为3:1；
[0027]所述对苯二甲酸在DMF中的浓度为0.01
‑
0.05g/mL；
[0028]所述对苯二甲酸、四氯化锆的质量比为5
‑
7:1，优选为6:1；
[0029]所述四氯化锆、CDs和Rh6G的质量比为1:0.04
‑
0.06:0.025
‑
0.035，优选为1:0.05:0.025；
[0030]所述加热反应是指120
±
10℃反应4
±
0.5h；
[0031]以上制备的复合材料，染料修饰在碳量子点的表面，调节用量可调节产物的颜色，然后再将修饰了染料的碳量子点在MOF晶体形成过程中包进MOF晶体空腔中。
[0032]本专利技术提供的一种碳点/染料@金属有机骨架复合材料，采用上述方法制备得到。
[0033]本专利技术提供的一种碳点/染料@金属有机骨架复合材料的应用，用于比率荧光探针检测重金属离子，优选用于检测汞离子。
[0034]本专利技术通过将具有蓝色荧光的CDs和高量子产率的染料嵌入金属有机骨架中，开发了一种新型具有双发射荧光峰的金属有机骨架。用染料修饰调节碳量子点的荧本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种碳点/染料@金属有机骨架复合材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法具体为：在金属有机骨架制备过程中，加入CDs和染料，搅拌混匀后，反应，即得。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述金属有机骨架选自ZIF
‑
8、UiO
‑
66或ZIF
‑
67。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述染料包括但不限于罗丹明6G、罗丹明B、尼罗蓝、中性红、荧光黄或喹哪啶红。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述CDs为发射波长位于350
‑
700nm的CDs。5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述碳点/染料@金属有机骨架复合材料为CDs/Rh6G@ZIF
‑
8、CDs/Rh6G@UiO
‑
66。6.根据权利要求1或5所述的制备方法，其特征在于，所述碳点/染料@金属有机骨架复合材料为CDs/Rh6G@ZIF
‑
8，制备方法为：2
‑

【专利技术属性】
技术研发人员：傅应强，李志文，周志林，王江花，李清，
申请(专利权)人：安徽工程大学，
类型：发明
国别省市：