[发明专利]一种具有小分子识别性能的锌基金属-有机框架材料的绿色制备方法和应用

说明书

一种具有小分子识别性能的锌基金属‑有机框架材料的绿色制备方法和应用，通过水热合成方法得到具有三维结构的锌基金属‑有机框架材料，分子式为C₂₄H₁₈Cl_0.5N₄O_14.5Zn₃，该材料具有高度水热稳定性和空气稳定性。本发明的锌基金属‑有机框架材料的合成路线是将六水合高氯酸锌，5‑硝基‑1,2,3‑苯三甲酸，4,4’‑联吡啶按比例加入到水溶液中，用一水合氢氧化锂调节酸碱度，在80℃反应后降至室温得到目标产物。目标产物能快速选择性识别正己烷、正庚烷、异辛烷小分子化合物。本发明中的材料制备方法简单、绿色环保、成本低、产率高，应用效果好，具有好的水和热稳定性，并能实现对小分子的选择性识别能力。

技术领域

本发明属于荧光金属-有机框架材料技术领域，涉及一种三维金属-有机框架材料的绿色制备方法，该配合物有良好的热稳定性和识别有机小分子的性能。

背景技术

传统的无机和有机荧光材料已经进行了广泛的研究，并且在照明、显示器、传感器以及光学器件等领域取得了广泛的应用。将无机和有机统一起来的无机-有机复合材料即金属-有机框架化合物是一种新型的多功能荧光材料。荧光金属-有机框架材料具有合成操作简单、反应条件温和、孔道和尺寸可调控性强、发光性能丰富多样等多重优势，金属-有机框架化合物材料的荧光可调性研究将成为金属-有机框架化合物荧光材料发展的趋势。

正己烷等烷烃，是低毒、有微弱的特殊气味的无色液体。正己烷是一种化学溶剂，主要用于丙烯等烯烃聚合时的溶剂、食用植物油的提取剂、橡胶和涂料的溶剂以及颜料的稀释剂，具有一定的毒性，会通过呼吸道、皮肤等途径进入人体，长期接触可导致人体出现头痛、头晕、乏力、四肢麻木等慢性中毒症状，严重的可导致晕倒、神志丧失、癌症甚至死亡。正己烷工业生产主要是从重质油重整-芳烃抽提装置的抽余油(含正己烷11％～13％)中分离，用精馏法除去轻、重组分，得到含正己烷60％～80％的馏分。正己烷纯度是其生产过程中最重要的控制指标之一，包括生产原料中正己烷含量测定、中间产物中正己烷含量测定和产品中正己烷含量测定。

目前正己烷的检测识别方法主要是通过热解吸-气相色谱法或气相色谱法，需先用碳管采集正己烷，热解吸后进样，不仅仪器昂贵，且操作步骤繁琐。而荧光检测方法具有方便快捷、容易操作的特点，有很大的研究前景和研究空间，目前用金属-有机框架材料来进行识别荧光识别正己烷的研究鲜有报道。因为绝大多数金属-有机框架材料合成方法繁琐，合成过程需要使用有机溶剂，价格昂贵，具有一定污染性，与我们建设绿色生态美好环境宗旨相违背，且合成的金属-有机框架材料在空气和水中不稳定，严重影响其应用价值。因而，急需要制备方法简单、绿色环保、成本低、产率高，应用效果好，具有好的水热和空气稳定性的金属-有机框架的制备方法，以克服上述问题。

发明内容

本发明目的是解决目前正己烷的检测识别所需仪器昂贵，操作步骤繁琐的问题，提供一种操作简单、能快速识别小分子的锌基金属-有机框架材料的制备方法。

本发明提出了一种由5-硝基-1,2,3-苯三甲酸和锌盐合成的具有三维结构的锌金属-有机框架材料的制备方法，并研究了该材料在识别小分子方面对正己烷、正庚烷和异辛烷具有选择性识别的应用。

本发明的技术方案

一种锌基金属-有机框架材料，分子式为C₂₄H₁₈Cl_0.5N₄O_14.5Zn₃，该材料是具有水热稳定性和空气稳定性的三维框架材料。属于正交晶系，空间群为Fddd，晶胞参数为α＝β＝γ＝90°。

一种具有小分子识别性能的锌基金属-有机框架材料的制备方法，步骤如下：