[发明专利]一种用于金属离子检测的发光金属-有机框架材料及其制备方法

说明书

本发明属于无机化学技术领域，具体涉及一种用于金属离子检测的发光金属有机框架材料及其制备方法，先将镉盐、含氮有机配体、含氧有机配体、水、N,N’‑二甲基甲酰胺混合均匀得到混合物；再将制备的混合物装入带聚四氟乙烯反应釜的不锈钢高压反应容器中晶化得到结晶性良好的条状无色晶体；然后将所得条状无色晶体用去离子水洗涤，并在室温下干燥，即制备得到具有荧光识别功能的无机‑有机杂化金属有机配合物晶体材料；其合成工艺简便，原料简单易得，操作方便，重复性好。

技术领域：

本发明属于无机化学技术领域，具体涉及一种用于金属离子检测的发光金属有机框架材料及其制备方法。

背景技术：

发光材料是指能够以某种方式吸收能量，并将其转化成光辐射(非平衡辐射)的物质材料，该类材料是生物技术、信息技术、能源技术等领域和国防建设的一大类重要的基础材料。随着科学技术的不断发展和新材料的广泛应用，人们对新型光功能材料的需求也持续增加。传统的发光材料主要包括无机发光材料和有机发光材料两大类，其中无机发光材料通常具有较高的稳定性，制备技术比较成熟，已经广泛地应用于市场，但其组分简单，结构的改造和修饰难度大，限制了其在某些特定领域的应用；有机发光材料结构多种多样，同时具有优良的分子剪裁与修饰功能，因此能够满足不同领域的用途而越来越受到科学家们的青睐，但有机分子固有的特性导致了这类材料较差的稳定性。

杂化发光材料是利用无机和有机之间的作用力，将它们从分子水平上复合，从而集两者优势于一体的新型发光材料。作为一种无机-有机杂化材料，发光金属有机配位聚合物，是由金属离子与有机配体通过配位键自组装形成的具有周期性网络结构，并具有荧光性能的材料，这类材料兼具无机材料的稳定性和有机材料的灵活性等优点，具有广阔的应用前景。在短短的二十几年里，科学家们对发光金属有机配合物的研究取得了重大的进展，大量具有优良光学性质的杂化材料被报道，该类材料在发光照明、信息存储、光催化等领域被证明是极好的替代材料。然而，以此类发光材料来检测和识别不同金属离子的报道相对较少，如果能够设计合成对特定金属离子进行准确、快速、有效检测的发光金属有机配合物传感材料，在现实生活中将有着重要的实用价值。因此，迫切需要提供一种用于金属离子识别检测的发光金属有机框架材料及其制备方法。

发明内容：

本发明的目的在于克服现有技术存在的缺点，寻求提供一种能够快速检测金属离子的发光金属有机框架材料及其制备方法，以优良光学性能并能对金属离子进行识别为导向，合成具有发光性能的金属有机配合物材料，通过对结构的详细探究和对荧光性能的深入挖掘，得到能够选择性识别Fe³⁺离子的发光无机-有机杂化材料。

为了实现上述目的，本发明所述用于金属离子检测的发光金属有机框架材料的分子式为[Cd₂(ptz)(btc)(H₂O)₂·2H₂O]_n，其中Hptz为5-吡嗪基四氮唑，H₃btc为均苯三甲酸，分子量为651.11，晶体学数据为α＝69.756(6)°,β＝80.248(7)°,γ＝67.171(9)°，Z＝2，空间群P-1；发光金属有机框架材料的结构中具有含氮配体与含氧配体两种不同的有机配体，含氮配体与含氧配体同时与二价金属Cd离子进行自组装构筑成具有二维双层状结构的金属有机配位聚合物，层与层之间通过π-π堆积作用形成复杂的三维超分子网络结构。

本发明所述用于金属离子检测的发光金属有机框架材料的具体制备过程为：

(1)、将0.2-0.4mmol镉盐、0.1mmol含氮有机配体、0.1mmol含氧有机配体、4mL水、2mL N,N’-二甲基甲酰胺混合均匀得到混合物；

(2)、将步骤(1)制备的混合物装入带聚四氟乙烯反应釜的不锈钢高压反应容器中，在100-120℃温度下晶化3天得到结晶性良好的条状无色晶体；