[发明专利]主-客体型铅配位聚合物、制备方法及其在阳离子检测中的应用

说明书

本发明涉及金属‑有机材料领域，具体涉及主‑客体型铅配位聚合物、制备方法及其在阳离子检测中的应用。该聚合物在紫外光的激发下能够发射绿色的荧光，是一种潜在的绿色荧光材料，同时该化合物具有优异的热稳定性，完全能够满足加工转光塑料薄膜的加工要求；同时，本发明的聚合物还可作为检测试剂通紫外可见分光光度仪探测溶液中是否存在Cr³⁺、Al³⁺等阳离子，使其在阳离子检测领域具有巨大的应用前景；本发明提供的制备方法操作简单，条件温和，使产品收率能够高达63%，为潜在应用奠定了实验基础，再者，由于该聚合物不溶于水、甲醇、乙醇和乙腈等溶剂中，该制备方法在富集和回收利用重金属铅方面具有潜在的应用前景。

技术领域

本发明涉及金属-有机材料领域，具体涉及主-客体型铅配位聚合物、制备方法及其在阳离子检测中的应用。

背景技术

铅是一种重金属化学元素，是原子量最大的非放射性元素。铅金属是柔软和延展性强，有毒，可用于建筑、铅酸蓄电池、弹头、耐硫酸腐蚀、炮弹、焊接物料、钓鱼用具、渔业用具、防辐射物料、奖杯和部份合金，例如电子焊接用的铅锡合金，其合金可作铅字、轴承、电缆包皮等之用，还可做体育运动器材铅球。铅的化合物，如氧化铅(又称黄丹)、四氧化三铅(又称红丹)、二氧化铅、三氧化二铅、硫化铅、硫酸铅、铬酸铅(又称铬黄)、硝酸铅、硅酸铅、醋酸铅、碱式碳酸铅、二盐基磷酸铅、三盐基硫酸铅等分别用于油漆、颜料、橡胶、玻璃、陶瓷、釉料、药物、塑料、炸药等。

铅在地壳中含量不大，自然界中存在很少量的天然铅，其中方铅矿(PbS)迄今是人们提取铅的主要来源。许多化学品在环境中滞留一段时间后可能降解为无害的最终化合物，但是铅及其化合物对人体有较大毒性，并可在人体内积累，无法再降解，摄取后主要贮存在骨骼内，部分取代磷酸钙中的钙，不易排出，造成铅中毒。由于铅在环境中的长期持久性，又对许多生命组织有较强的潜在性毒性，2017年世界卫生组织国际癌症研究机构将铅列在2B类致癌物清单中。

铅的工业污染来自矿山开采、冶炼、橡胶生产、染料、印刷、陶瓷、铅玻璃、焊锡、电缆及铅管等生产废水和废弃物。2013年，工业和信息化部、环境保护部等五部委联合下发《关于促进铅酸蓄电池和再生铅产业规范发展的意见》，推动形成全国铅资源循环利用体系，目标是使废铅酸蓄电池的回收和综合利用率达到90％以上，铅循环再生比重超过50％。

化学法是治理环境金属污染的重要方法，化学水热或溶剂热技术，是使溶剂和反应原料处于亚临界或超临界条件，其原料的物理性质和化学性能有很大改变，有助于生成亚稳态新物质，进而从溶剂中脱离出来，达到富集或分离的目的。另一方面，大量的实验数据显示，原料结构与性质、使用比例、外界温度高低、溶液酸碱性、反应时间长短等，都是影响水热或溶剂热反应成败的关键要素。

发明内容

为解决上述问题本发明提供主-客体型铅配位聚合物{[Pb₂(bpt)(Hbpt)](Hbpeb)(H₂O)}_n，该聚合物{[Pb₂(bpt)(Hbpt)](Hbpeb)(H₂O)}_n可用于阳离子Al³⁺和Cr³⁺的探测。

主-客体型铅配位聚合物，其组成为{[Pb₂(bpt)(Hbpt)](Hbpeb)(H₂O)}_n，其中，bpt^3-是H₃bpt脱去三个质子后的组分，Hbpt^2-是H₃bpt脱去两个质子后的组分，H₃bpt是3,4′,5–联苯三羧酸；Hbpeb⁺是bpeb的一个N被质子化后的组分，bpeb的结构如式I所示。