[发明专利]一种铜金属有机框架材料及其制备与应用

说明书

本发明涉及一种铜金属有机框架材料及其制备与应用，所述材料的最小单元分子式为C₁₀₈H₆₁Cu₆O₂₉，配体为1,3,5‑三(4‑羧基苯基)苯。所述制备方法具体包括以下步骤：(a)取三水硝酸铜和1,3,5‑三(4‑羧基苯基)苯于反应器中预混合，再置于T₁下进行第一次静置；(b)之后往反应器中再加入二甲基酰胺、乙醇和水共混，加热至T₂后保持高温再降至T₁进行第二次静置，得到反应产物；(c)将反应产物洗涤干燥后，即得到所述的铜金属有机框架材料。与现有技术相比，本发明的材料可吸附有机磷农药，且吸附量大，可用于构建有机磷农药检测的生物传感器，且制备方法简单可控。

技术领域

本发明属于复合材料技术领域，具体涉及一种铜金属有机框架材料及其制备与应用。

背景技术

在工农业中，有机磷农药(Organophosphorus pesticides，OPs)被广泛用来防治害虫，可有效提高农作物的产量。OPs虽然具有挥发、光解、微生物降解等多种消解途径，但在环境中的残留仍具有一定的持久性。OPs的过度使用和不当处置，使其在环境中过多残留，造成大气、水和土壤的污染，最终利用水果和蔬菜作为食物媒介，通过生物链进入人体。OPs的急性毒性表现在对神经组织和其它靶器官中的乙酰胆碱酯酶(AChE)的抑制作用，造成神经递质乙酰胆碱(ACh)在突触中积累，从而对神经系统器官产生过度刺激，严重者可致死。因此，OPs对食品安全与人类健康构成严重威胁，引起了人们的高度关注。FAO/WHO和中国已经制定了OPs的最大残留限量(MRL)。为了避免OPs对人体的危害，迫切需要开发高灵敏度、可靠的OPs检测方法，从而实现对其在农产品和环境中的有效监测。

当前，OPs的检测方法主要是仪器分析法，如高效液相色谱-质谱法(HPLC-MS)和气相色谱-质谱法(GC-MS)，以及酶联免疫吸附法(ELISA)。虽然仪器法具有高选择性和灵敏度，但其费时费力，缺乏高通量检测能力。ELISA往往受限于抗体制备困难、易受外界环境条件影响等。

金属有机框架材料(Metal-Organic Frameworks，MOF)是一种新型多孔材料，在吸附、催化、分离和富集等领域都有广泛的应用。与传统的材料相比较，MOF材料孔隙率高、比表面积大，吸附性强。其中，CuMOF除具有高孔隙率和大比表面积等特性外，还具有化学稳定性好的特点，因此在电化学领域受到了广泛的研究。将CuMOF材料制成传感器，通过对目标对象的吸附量可达到检测的目的。

发明内容

本发明的目的就是提供一种铜金属有机框架材料及其制备与应用，该材料可吸附有机磷农药，且吸附量大，可用于构建有机磷农药检测的生物传感器，且制备方法简单可控。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

一种铜金属有机框架材料，命名为Cu₆BTB-MOF，所述材料中每个晶胞含4个最小单元(可由表1中的Z值为4得到)，每个最小单元分子式为C₁₀₈H₆₁Cu₆O₂₉，配体为1,3,5-三(4-羧基苯基)苯，1,3,5-三(4-羧基苯基)苯的结构式为：

所述Cu₆BTB-MOF为单斜晶系，Cu₆BTB-MOF的晶胞参数为：a＝32.3240(14)，b＝28.3227(12)，c＝16.3934(8)，alpha＝90°，beta＝91.640(3)°，gamma＝90°，空间群为：P2₁/C。

一种如上述所述的铜金属有机框架材料的制备方法，所述制备方法具体包括以下步骤：

(a)取三水硝酸铜和1,3,5-三(4-羧基苯基)苯于反应器中预混合，再置于T₁下进行第一次静置；