一种锌过渡金属配位聚合物及其制备方法与应用技术

本发明专利技术公开一种锌过渡金属配位聚合物及其制备方法与应用，锌过渡金属配位聚合物的化学式为[Zn(HL)(bibp)]

【技术实现步骤摘要】
一种锌过渡金属配位聚合物及其制备方法与应用


[0001]本专利技术属于荧光探针领域，涉及金属配位聚合物，特别涉及锌过渡金属配位聚合物，以及该聚合物的制备方法和该聚合物在检测水溶液中的抗生素和/或有害金属离子的应用。

技术介绍

[0002]随着全球范围内工业化进程的加速，大量含有有毒有害金属离子以及抗生素药物的废水未经达标处理就违法排放到了环境水体中，与之相应的水体污染检测和修复成为了全球备受关注的研究领域。
[0003]比如人工合成的抗菌药呋喃西林及其代谢物在动物源性食品中的残留，可以通过食物链传递给人类，长期摄入会引起各种疾病，对人体有致癌、致畸胎等副作用。
[0004]Hg
2+
可以在生物体内积累，很容易被皮肤以及呼吸道和消化道吸收，破坏中枢神经系统，对口、粘膜和牙齿有不良影响，因此汞及汞化合物被我国列入第一批有毒有害水污染物名录。
[0005]因此，实现对环境水体中Hg
2+
和呋喃西林的高灵敏度和高选择性检测显得十分迫切和重要。
[0006]目前常用于金属离子及有机物检测的气质联用、原子吸收光谱法、电感耦合等离子体原子发射光谱法，虽可精确检测水体样本中离子及有机物的浓度，但存在耗时长、预处理繁琐、不够便捷、难以迅速反应以及成本较高等缺陷。

技术实现思路

[0007]鉴于此，本专利技术目的之一在于提供一种检测水溶液中的抗生素和/或有害金属离子灵敏度高、选择性强的荧光探针，该荧光探针为锌过渡金属配位聚合物[Zn(HL)(bibp)]n
。
[0008]本专利技术目的之二在于提供一种锌过渡金属配位聚合物[Zn(HL)(bibp)]n
的制备方法。
[0009]本专利技术目的之三在于提供一种锌过渡金属配位聚合物[Zn(HL)(bibp)]n
在检测水溶液中的抗生素和/或有害金属离子中的应用。
[0010]专利技术人通过长期的探索和尝试，以及多次的实验和努力，不断的改革创新，为解决以上技术问题，本专利技术提供的技术方案是，提供一种锌过渡金属配位聚合物，所述锌过渡金属配位聚合物的化学式为[Zn(HL)(bibp)]n
，其中：
[0011]H3L为4'
‑
(3,4
‑
二羧基苯氧基)
‑4‑
联苯甲酸；
[0012]bibp为4,4'
‑
双(咪唑基)联苯；
[0013]n表示聚合度，取自然数。
[0014]根据本专利技术锌过渡金属配位聚合物的一个实施方式，所述锌过渡金属配位聚合物中，Zn
2+
与3个4'
‑
(3,4
‑
二羧基苯氧基)
‑4‑
联苯甲酸主配体的3个配位氧原子O1、O7A、O2B以
及2个4,4'
‑
双(咪唑基)联苯配体的2个配位氮原子N1、N4C形成五配位的三角双锥构型；Zn1三角双锥构型的O1、O7A和O2B占据三角双锥构型的三角面顶点，N1和N4C占据所述三角双锥构型的两个顶点位置，所述三角双锥构型中的Zn
‑
O的键长为Zn
‑
N的键长为O
‑
Zn
‑
O的键角为99.73(9)～137.30(9)
°
，O
‑
Zn
‑
N的键角为86.83(9)～95.13(9)
°
；相邻的Zn
2+
通过4'
‑
(3,4
‑
二羧基苯氧基)
‑4‑
联苯甲酸配体和4,4'
‑
双(咪唑基)联苯的连接在ac平面上形成二维网络结构；二维网络结构通过弱相互作用力拓展为三维网络结构。
[0015]根据本专利技术锌过渡金属配位聚合物的一个实施方式，所述锌过渡金属配位聚合物属于三斜晶系P
‑
1空间群，晶胞参数为：α＝89.842(2)
°
，β＝88.436(2)
°
，γ＝63.349(2)
°
。
[0016]根据本专利技术锌过渡金属配位聚合物的一个实施方式，所述锌过渡金属配位聚合物中，4'
‑
(3,4
‑
二羧基苯氧基)
‑4‑
联苯甲酸配体通过去质子化的2个羧酸根分别采取单齿或双齿螯合模式与3个Zn
2+
配位，4,4'
‑
双(咪唑基)联苯通过桥联模式与2个Zn
2+
离子双齿配位，所述相邻的Zn
2+
通过4,4'
‑
双(咪唑基)联苯配体的连接形成1D链状结构，再通过另外一个方向4'
‑
(3,4
‑
二羧基苯氧基)
‑4‑
联苯甲酸配体的连接构筑成二维网络结构，所述二维网络结构通过弱相互作用力拓展为三维网络结构。
[0017]根据本专利技术锌过渡金属配位聚合物的一个实施方式，所述弱相互作用力为O
‑
H
…
O、O
‑
H
…
N及C
‑
H
…
O中的至少一种。
[0018]本专利技术还公开了一种前述锌过渡金属配位聚合物的制备方法，包括以下顺序步骤：
[0019]S1、将4'
‑
(3,4
‑
二羧基苯氧基)
‑4‑
联苯甲酸、4,4'
‑
双(咪唑基)联苯和Zn(ClO4)2·
6H2O共溶于乙腈与去离子水的混合溶剂中，室温下密封充分搅拌均匀；
[0020]S2、调节溶液pH值至微酸性或中性，继续搅拌得到悬浮液；
[0021]S3、将所述悬浮液转移到反应器中，高温高压下保温培养；
[0022]S4、反应溶液匀度冷却到室温，得到所述锌过渡金属配位聚合物。
[0023]根据本专利技术锌过渡金属配位聚合物的制备方法的一个实施方式，包括以下具体顺序步骤：
[0024]S1、将4'
‑
(3,4
‑
二羧基苯氧基)
‑4‑
联苯甲酸、4,4'
‑
双(咪唑基)联苯和Zn(ClO4)2·
6H2O按照摩尔比为2:3:4共溶于体积比为1:1的乙腈与去离子水混合溶剂中，溶液的摩尔浓度为0.01～2mol/L，室温下密封搅拌25～35min；优选地，溶液的摩尔浓度为0.05～0.9mol/L；
[0025]S2、加入NaOH调节溶液pH值至5～7，继续搅拌25～35min得到悬浮液；
[0026]S3、将所述悬浮液转移到聚四氟乙烯反应器中，盖上内盖并装入耐高压的不锈钢反应釜中，利用程序控温的烘箱对高压反应釜加热到140℃并保温培养72小时；
[0027]S4、反应溶液以5℃
本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种锌过渡金属配位聚合物，其特征在于，所述锌过渡金属配位聚合物的化学式为[Zn(HL)(bibp)]
n
，其中：H3L为4'
‑
(3,4
‑
二羧基苯氧基)
‑4‑
联苯甲酸；bibp为4,4'
‑
双(咪唑基)联苯；n表示聚合度，取自然数。2.根据权利要求1所述的锌过渡金属配位聚合物，其特征在于，所述锌过渡金属配位聚合物中，Zn
2+
与3个4'
‑
(3,4
‑
二羧基苯氧基)
‑4‑
联苯甲酸主配体的3个配位氧原子O1、O7A、O2B以及2个4,4'
‑
双(咪唑基)联苯配体的2个配位氮原子N1、N4C形成五配位的三角双锥构型；Zn1三角双锥构型的O1、O7A和O2B占据三角双锥构型的三角面顶点，N1和N4C占据所述三角双锥构型的两个顶点位置，所述三角双锥构型中的Zn
‑
O的键长为O的键长为Zn
‑
N的键长为O
‑
Zn
‑
O的键角为99.73(9)～137.30(9)
°
，O
‑
Zn
‑
N的键角为86.83(9)～95.13(9)
°
；相邻的Zn
2+
通过4'
‑
(3,4
‑
二羧基苯氧基)
‑4‑
联苯甲酸配体和4,4'
‑
双(咪唑基)联苯的连接在ac平面上形成二维网络结构；二维网络结构通过弱相互作用力拓展为三维网络结构。3.根据权利要求1或2所述的锌过渡金属配位聚合物，其特征在于，所述锌过渡金属配位聚合物属于三斜晶系P
‑
1空间群，晶胞参数为：1空间群，晶胞参数为：α＝89.842(2)
°
，β＝88.436(2)
°
，γ＝63.349(2)
°
。4.根据权利要求2所述的锌过渡金属配位聚合物，其特征在于，所述锌过渡金属配位聚合物中，4'
‑
(3,4
‑
二羧基苯氧基)
‑4‑
联苯甲酸配体通过去质子化的2个羧酸根分别采取单齿或双齿螯合模式与3个Zn
2+
配位，4,4'
‑
双(咪唑基)联苯通过桥联模式与2个Zn
2+
离子双齿配位，所述相邻的Zn
2+
通过4,4'
‑
双(咪唑基)联苯配体的连接形成1D链状结构，再通过另外一个方向4'
‑
(3,4
‑
二羧基苯氧基)
‑4‑
联苯甲酸配体的连接构筑成二维网络结构，所述二维网络结构通过弱相互作用力拓展为三维网络结构。5.根据权利要求1所述的锌过渡金属配位聚合物，其特征在于，所述弱相互作用力为O

【专利技术属性】
技术研发人员：吴宇，邹立科，李玉龙，王军，吴威平，钟文旭，
申请(专利权)人：四川轻化工大学，
类型：发明
国别省市：