[发明专利]一种超稳定的三维发光锌(II)金属有机骨架材料及其制备方法和应用

说明书

本发明公开一种超稳定的三维发光锌(II)金属有机骨架材料及其制备方法和应用，在水热条件下，利用具有大共轭联苯芳香骨架的双功能配体，即4'‑(1‑氢‑四唑‑5)‑联苯‑3,5‑二羧酸配体，合成的超稳定三维发光锌(II)金属有机骨架，化学通式是{[Zn₂(μ₅‑L)(μ₃‑OH)(H₂O)₂]·(0.75DMAC)}_n。本发明的金属有机骨架材料作为双功能可再生荧光探针在选择性检测烟酰胺和四苯硼根阴离子方面的应用，对烟酰胺和四苯硼根阴离子能进行高灵敏度的实时荧光传感，具有良好的重复利用性、高猝灭效率和低检出限，使得检测过程变得更加方便、快捷。

本申请得到国家自然科学基金项目(21301128)的资助。

技术领域

本发明属于金属有机骨架材料技术领域，更加具体地说，具体涉及超稳定三维(3D) 发光锌(II)金属有机骨架材料及其制备方法与应用。

背景技术

在生物系统中，烟酰胺(也称为维生素B3的活性形式)是一种参与能量代谢的重要分子，由于其是NAD(烟酰胺腺苷二核苷酸)的前体，所以被认为能够促进能量的产生。提高烟酰胺的浓度可以增加参与能量代谢的NAD分子的数量，从而增加细胞中可用的能量。所以在生物系统中，能否直接、高效、简单地检测烟酰胺量是很重要的。另一方面，随着现代工业的发展，四苯硼根阴离子已被用作重要的化工原料。此外还有资料显示，当四苯硼根阴离子在食物中的含量超过正常量时，不仅会造成严重的环境污染问题，而且还会影响公众的健康。因此，在生物安全性和环境保护方面，开发用于检测烟酰胺和四苯硼根阴离子的便捷方法是非常重要。

在过去的二十年中，对于金属有机框架(MOFs)的合理设计和构建引起了人们的广泛关注。这是因为金属有机框架(MOFs)所具有的结构多样性使其在光致荧光传感、磁性、催化、质子传导性、膜制造等许多领域都有独特的应用。在MOFs中，发光MOFs 因其可被广泛的应用于人体健康、国土安全和环境保护等多领域中分析物的高灵敏度检测而备受关注。发光MOFs具有孔隙率和尺寸的可调性，同时还具有高比表面积和结构稳定性等众多优点。因为这些优点可以使更多的分析对象与MOFs的表面相互作用，从而可以降低检测限，提高检测灵敏度，并提高发光响应率。因此，这些发光MOFs材料比其他发光材料更具竞争力。此外，由于水存在于大多数生物和环境过程中，所以当这些MOFs被研究作为荧光传感器时，发光MOFs的水稳定性也是至关重要的。总之，对于某些特定的情况，设计和合成这些稳定的发光MOFs是非常重要的，这也一直是近年来的一个热门研究课题和积极探索方向。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种超稳定的三维锌(II)纳米多孔金属有机骨架材料及其制备方法与应用。在水热条件下使用4'-(1H-四唑-5)-联苯-3,5-二羧酸配体合成出了一种独特的超稳定三维(3D)锌(II)金属有机骨架，具有较好的纯度和出色的化学稳定性，不仅在各种溶剂中，而且在pH值范围为2到12的水溶液中都能保持完整的结构，注意的是关于在酸性和碱性的广泛pH范围中均可保持稳定的 MOFs的报告是非常有限。进一步的荧光测试表明，超稳定的三维锌(II)纳米多孔金属有机骨架是作为同时检测烟酰胺和四苯硼根离子的双功能可再生荧光探针的第一个例。该材料具有良好的重复利用性、高猝灭效率和低检出限，使得检测过程变得更加方便、快捷。

本发明的技术目的通过下述技术方案予以实现：

一种超稳定的三维发光锌(II)金属有机骨架材料，具有如下化学通式： {[Zn₂(μ₅-L)(μ₃-OH)(H₂O)₂]·(0.75DMAC)}_n，化合物L为4'-(1-氢-四唑-5)-联苯-3,5- 二羧酸，作为配体，其结构为：