[发明专利]荧光染料与金属有机骨架MOFs复合材料及其制备方法与用途

说明书

本发明涉及一种荧光染料与金属有机骨架MOFs复合材料及其制备方法与用途，所述荧光染料为两种不同的有机荧光染料，所述金属有机骨架MOFs中的金属为Zn，Cd，Co，Al，Cr中的一种或多种，优选Zn。本发明所述的复合材料具有较宽的发射范围，可调节范围广，而且制备条件温和，可用于温度传感器等方面。

技术领域

本发明属于材料制备领域，具体涉及荧光染料与金属有机骨架MOFs复合材料及其制备方法与用途。

背景技术

金属有机骨架材料（Metal Organic Frameworks，以下记为MOFs）是通过有机配体将金属或金属团簇桥联构成的一种三维多孔晶体材料。MOFs材料因具有大的比表面积，可调节的孔尺寸及形状等特点，因此，是一种良好的载体材料。

无论是在工业领域，还是在科研领域，温度都是一个重要的参数。传统的温度计，例如液体填充温度计（水银温度计），热电偶温度计，热敏电阻温度计等在测试时都需要通过探针与测试样进行接触，这就使得上述温度计不能去测试一些移动较快的物体，以及尺寸非常小的物体。而且热敏电阻和热电偶温度计也不能在强的电场或磁场的环境中进行工作。为了解决这种限制，光学温度计作为一种新型的温度计，越来越受到关注。

荧光是材料当受到外界的刺激而发光的一种行为。自从2004年，荧光材料已被意识到可以用于温度探测。但是传统的荧光染料通常有不稳定的温度响应，因而在应用中必须被负载到一些无机材料，聚合物材料载体上或被组装在一些多孔材料中。从2012年开始，一些混镧系金属MOFs材料已被意识到可以用于温度传感，由于具有两个发光中心，可以极性自我校正，因而与传统的强度温度计（通常是基于单发光中心）相比，具有较高的温度灵敏度和抗外界干扰的能力。但是由于镧系金属是一些较贵的稀土材料。为了降低成本，发展一种非镧系的双发光材料作为一种新颖的比率温度计在未来的研究中势在必行。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种荧光染料与MOFs复合材料及其制备方法。本发明提供的荧光染料与MOFs复合材料的制备方法简单，并且发现该复合材料可以用于温度传感等方面。

本发明提供如下技术方案：

一种荧光染料与金属有机骨架MOFs复合材料，其中，所述荧光染料为两种不同的有机荧光染料，所述金属有机骨架MOFs中的金属为Zn，Cd，Co，Al，Cr中的一种或多种，优选Zn。

根据本发明，所述金属有机骨架MOFs是其由金属节点或团簇经有机配体连接组装而成的一种三维多孔晶体材料。

根据本发明，所述有机荧光染料的尺寸为5-10Å。

根据本发明，所述荧光染料与MOFs复合材料具有双发光中心。优选地，所述有机荧光染料为蒽，芘，菲，荧光素中的任意两种。

优选地，两种荧光染料的比例为(5-12):(20-120)，例如为10:20。

根据本发明，所述金属有机骨架MOFs中的有机配体为含有咪唑基，例如为二甲基咪唑，苯并咪唑，二甲基苯并咪唑等。

根据本发明，所述MOFs为2-甲基咪唑锌盐（ZIF-8）。

本发明还提供一种荧光染料与金属有机骨架MOFs复合材料的制备方法，所述方法包括如下步骤：

将荧光染料、构成MOFs的金属盐及有机配体与有机溶剂或有机溶剂与水的混合液混合，得到荧光染料与MOFs复合材料。

根据本发明，所述方法具体包括以下步骤：将荧光染料溶解在有机溶剂或有机溶剂与水的混合液中，再将构成MOFs的金属盐及有机配体与上述溶液混合，离心分离，将反应得到的固体清洗，干燥，即得到荧光染料与MOFs复合材料。

根据本发明，所述荧光染料在混合物中的浓度为100-3000 ppm，优选1000 ppm，2400 ppm。