[发明专利]一类含芘结构单元的多孔有机聚合物LNUs及其制备方法和应用

说明书

本发明属于新材料技术领域，尤其涉及一类含芘结构单元的多孔有机聚合物及其制备方法和应用。将1,3,6,8‑四溴芘分别与含硼酸的化合物加入到圆底烧瓶中，再加入溶剂DMF，用液氮将其冰冻，用油泵抽真空、通氮气至常压，反复循环三次，将四(三苯基磷)钯和碳酸钾溶液迅速加入到圆底烧瓶中，抽真空、通氮气至常压反复循环三次，待解冻后在高温下反应48‑60h，冷却至室温；将上述产物依次用水，N,N'‑二甲基甲酰胺，四氢呋喃和丙酮洗涤数次，得粗产物，依次用四氢呋喃、氯仿和二氯甲烷对粗产物进行索氏提取，在90‑150℃真空干燥24小时，得目标产物。本发明制备的LNUs可用于检测环境中的Fe³⁺离子，选择性好，灵敏度高，检测方法简单实用。

技术领域

本发明属于新材料技术领域，尤其涉及一类含芘结构单元的多孔有机聚合物及其制备方法和应用。

背景技术

无论是正常的机体活动还是人类的生活环境，金属离子都扮演着重要角色，Fe³⁺离子是其中之一，它帮助不同的蛋白质向身体输送氧气，扮演着重要角色。但是摄入过多或过少铁离子都会产生不良影响。机体中过多的铁离子会引起急性铁中毒和慢性铁中毒；缺铁会导致头晕耳鸣，记忆力不集中或减退，甚至会导致肝炎、血色病及功能性障碍等疾病。铁在地壳中是含量丰富的元素，目前由于人类的生产活动导致铁的使用对大气、土壤和水体造成了严重的污染。世界卫生组织认为铁离子对环境的影响不容忽视，规定环境中铁离子的浓度应控制在3×10^-4mg/mL。因此，如何高效、专一的检测铁离子成为目前急需解决的问题。传统检测铁离子的方法，如分光光度法、电感耦合等离子体、阴阳极溶出伏安法、液相色谱等，这些方法虽然有较高的检测能力，但是花费高，可操作性差。相比这些方法，荧光传感由于操作方便，响应信号及时，具有高度的灵敏度和选择性，非常适合用于检测金属离子。

由于荧光传感材料受到了广泛关注，大量的无机和有机材料不断涌现。例如石墨烯量子点、碳点、碳纳米材料、金属有机骨架(MOFs)、多孔有机聚合物(POPs)等都可用于荧光检测。其中多孔有机聚合物由于具有优异的热化学稳定性、高比表面积以及合成方法多样性等优势，引起科学家们广泛的研究兴趣。结合多孔有机聚合物其自身结构可修饰的特性，可以在聚合物骨架中引入共轭结构和多个结合位点促进发光，进而更好的增强荧光传感。

发明内容

本发明目的是提供一类含芘结构单元的多孔有机聚合物，应用于环境中Fe³⁺离子检测。

为实现上述目的，本发明的技术方案如下：一类含芘结构单元的多孔有机聚合物，其化学结构式如下：

上述的一类含芘结构单元的多孔有机聚合物的制备方法，步骤如下：

1)将1,3,6,8-四溴芘与含硼酸的化合物加入到圆底烧瓶中，再加入溶剂DMF，用液氮将其冰冻，用油泵抽真空、通氮气至常压，反复循环三次，将四(三苯基磷)钯和碳酸钾溶液迅速加入到圆底烧瓶中，抽真空、通氮气至常压反复循环三次，待解冻后在高温下反应48-60h，冷却至室温；

2)将步骤1)所得产物依次用水，N,N'-二甲基甲酰胺，四氢呋喃和丙酮洗涤数次，得粗产物，依次用四氢呋喃、氯仿和二氯甲烷对粗产物进行索氏提取，在90-150℃真空干燥24小时，得目标产物；

上述的一类含芘结构单元的多孔有机聚合物的制备方法，步骤1)中，所述的含硼酸的化合物是2,7-二(4,4,5,5-四甲基-1,3-二氧-2-硼烷基)-9,9二辛基芴，1,2-双苯二硼酸频那醇酯或1,3-双苯二硼酸频那醇酯。

上述的一类含芘结构单元的多孔有机聚合物的制备方法，步骤1)中，按摩尔比，1,3,6,8-四溴芘：2,7-二(4,4,5,5-四甲基-1,3-二氧-2-硼烷基)-9,9二辛基芴为1:1-5，或1,3,6,8-四溴芘：1,2-双苯二硼酸频那醇酯为1:1-5，或1,3,6,8-四溴芘：1,3-双苯二硼酸频那醇酯为1:1-5。