[发明专利]一种发白光的双稀土金属有机骨架材料在酚类污染物检测中的应用

说明书

本发明探究了一种发白光双稀土金属有机骨架材料在痕量酚类化合物检测中的应用。实验结果表明，该材料对双酚、对苯二酚、苯酚、β‑萘酚、2，6‑二叔丁基对甲酚具有一定的荧光淬灭作用，其中β‑萘酚效果最显著。并且，该材料在酚类污染物检测方面具有快速、简便和灵敏等优点。

技术领域

本发明涉及一种发白光稀土金属有机骨架材料在酚类污染物检测中的应用。

背景技术

酚类及其衍生物作为化工合成的基础原料，被广泛的应用在炼焦、炼油、造纸和化工、制药等相关行业。由于化工及制药行业废水的排放，有机农药的降解、汽车尾气的排放等，造成了环境中酚类物质含量的大量增加，从而造成了巨大的环境污染问题。据相关数据表明，这些酚类污染物经废气、污水排放及固体废弃物堆积进入环境中，通过大气沉降、吸附-脱附、溶解等方式在环境各介质中迁移、转化，从而在空气、水、土壤等环境中大量停留，并且可长期存留不容易消除。据相关医学证明，酚类物质是一种原生质毒物，对几乎所有生物均有毒杀作用其毒性机制表现为令细胞原浆中蛋白质形成不溶性蛋白质而最终失去细胞活性，并能侵入神经中枢、刺激脊髓，进而导致全身中毒症状。所以酚类物质具有致癌、致畸和致突变的潜在毒性，对生态环境、动植物和人体健康会造成严重的危害。

如何快速、高效、痕量、便捷的识别环境中的酚类污染物对环境检测与治理至关重要，所以如何提高酚类污染物检测的灵敏性、便捷性、痕量检测和高效识别成为将来发展的主流趋势。因为传统检测技术存在灵敏度低、耗费时间长、不能便于携带和准确的识别污染物等特点，所以金属骨架材料作为荧光识别酚类物质具有便于制成小型仪器便于携带、灵敏度高、痕量检测、快速高效等优点引起人们越来越多的关注。

金属有机框架(MOFs)又称配位聚合物，是一类由有机配体和金属离子/金属簇通过配位作用形成的具有周期性结构的多孔晶态材料。与其他晶体结构相比较其结构与性能在一定程度上具有更高的可设计性和可调节性。而作为其中的一个重要的分支稀土金属发光有机骨架具有(1)稀土金属离子、有机配体和客体分子等都可以作为材料的发光位点。(2)其发光机理为金属到配体的能量转移(MLCT)、配体到金属的能量转移(LMCT)、金属之间的能量转移等多种能量转移过程，众多的能量转移过程都能够产生荧光效应；从而快速识别酚类化合物。(3)稀土发光金属有机骨架材料的发光范围广(300～1550nm)并且颜色多样化，如常见的Eu发红光、Tb发绿光，利用三基色原理能准确快速找到白光，具备检测速度快、灵敏度高、选择性好、稳定可靠等优点。因此本发明中我们探究了以2，5-噻吩二羧酸(L)这种发蓝光的配体配和分别发红光和绿光的Eu和Tb这种双稀土金属来合成了发白光的金属有机框架在酚类有机污染物检测中的应用。

发明内容

本发明利用稀土金属离子铕和铽及配体2，5-噻吩二羧酸(L)成功合成了发白光的金属有机骨架材料，基于白光的稀土金属有机骨架能荧光识别酚类化合物的特点来快速、简便、灵敏地检测环境中酚类化合物。

本发明是以2，5-噻吩二羧酸(L)和稀土金属离子铕和铽按一定的比例以溶剂热法的合成条件下制备而成的发光双稀土金属有机框架：

其制备过程为：将Eu(NO₃)₂·6H₂O(0.0012g，0.003mmol)、Tb(NO₃)₂·6H₂O(0.1800g，0.397mmol)、2，5-噻吩二羧酸(L)(0.0688g，0.4mmol)和甲醇(10mL)的混合物置于聚四氟乙烯内胆中，在120℃下恒温反应72小时，然后自然冷却至室温，过滤，所得产物用甲醇洗涤，室温干燥，得到无色透明晶体。

本发明对酚类污染物双酚、对苯二酚、苯酚、β-萘酚、2，6-二叔丁基对甲酚等进行了荧光传感检测，发现其对β-萘酚具有显著的检测效果。

本发明的发白光双稀土金属有机骨架材料快速检测酚类污染物的方法为，以β-萘酚的检测为例进行说明：