[发明专利]一种层柱状锌基金属-有机框架材料及制备方法

说明书

一种层柱状锌基金属‑有机框架材料及制备方法，所述框架材料的化学式为：{[(CH₃)₂NH₂]_0.5[Zn(CBA)(TZT)_0.5·0.5DMA]}_n，其基本结构单元中存在一种配位环境的锌离子，1个脱质子配体CBA^2‑，0.5个脱质子配体TZT^‑和0.5个游离的DMA分子和0.5个二甲胺阳离子；相邻的锌离子通过脱氢配体CBA^2‑在空间上形成二维层状平面结构；二维层状平面结构之间进一步通过脱氢配体TZT^‑连接，从而在空间上形成三维的层柱状网络结构。本发明制备的材料合成简便、成本低廉、稳定性高，能够通过荧光淬灭效应来检测水中Cr(VI)离子的存在，其用于Cr₂O₇^2‑离子检测的检出限为252µmol·L^‑1及用于CrO₄^2‑离子检测的检出限为56.7µmol·L^‑1，因此其在水中Cr(VI)离子的检测中具有巨大的潜在应用价值。

技术领域

本发明涉及锌基金属-有机框架材料的制备方法，属多孔分子晶体材料技术领域。

背景技术

铬酸根离子和重铬酸根离子被认为是众多不可生物降解的环境污染物之一，却被广泛应用于颜料、鞣革、电镀等领域。这两种离子能够在生物体内富集，从而引发各种健康问题。过量吸收铬酸根离子和重铬酸根离子会对生物体的器官产生病变从而导致癌症、畸形和基因突变。美国环境署明确规定了饮用水中铬酸根离子和重铬酸根离子的浓度最大不超过100ppb。因此，发展和开发能够高效、快速检测水中铬酸根离子和重铬酸根离子的方法十分必要。

目前已发展的一些技术如原子吸收法、液相色谱法、电感耦合等离子体、光谱分析法、电化学法等均能够对铬酸根离子和重铬酸根离子进行有效地检测，然而这些技术普遍存在费时、高成本、复杂的前处理及需要专业人士等问题严重制约着它们的应用。因此发展一种可快速、低成本、无需进行前处理、定量检测这铬酸根离子和重铬酸根离子的方法是非常必要的。

基于金属-有机框架的荧光传感材料被认为是最有前途的检测方法之一，被广泛用来识别阴离子、阳离子、小分子有机物等有害物质。该方法能够简单的通过荧光强度随分析物浓度的变化而变化来检测被分析物的存在。相比传统的分析技术，基于金属-有机框架的荧光传感检测具有高精度、高灵敏度、微小尺寸、响应时间短、适应性好等特点。

发明内容

本发明的目的是，为了获得一种化学稳定性，对六价铬离子响应的锌基金属-有机框架材料，本发明公开一种层柱状锌基金属有机框架材料及制备方法。

实现本发明的技术方案如下，一种层柱状锌基金属-有机框架材料，所述锌基金属-有机框架材料的化学式为：

{[(CH₃)₂NH₂]_0.5[Zn(CBA)(TZT)_0.5·0.5DMA]}_n，

式中：n为1到正无穷的自然数；[(CH₃)₂NH₂]⁺为N，N-二甲基乙酰胺分解后质子化所得；CBA^2-为5-羧基苯并三氮唑脱质子所得；TZT^-为四氮唑脱质子所得；DMA为N，N-二甲基乙酰胺；

所述锌基金属-有机框架材料属于正交晶系，空间群为Pnma，晶胞参数为：α＝90°，β＝90°γ＝90°；