[发明专利]一种用于检测铅的中-四(4-羧基苯基)锌卟啉-MOF材料的制备方法

说明书

本发明提供了一种用于检测铅的中‑四(4‑羧基苯基)锌卟啉‑MOF材料的制备方法。本发明以乙酸锌和中‑四(4‑羧基苯基)卟啉为原料在含有N，N‑二甲基甲酰胺的烧瓶中先制备了中‑四(4‑羧基苯基)锌卟啉；然后，与再具有聚集诱导现象的TPE‑2COOH小分子反应，制备出中‑四(4‑羧基苯基)锌卟啉‑MOF；再将中‑四(4‑羧基苯基)锌卟啉‑MOF溶于去离子水中，制成MOF溶液；再将金属氯化盐分别溶于去离子水中，制成金属离子溶液1.0×10^‑4mol/L；将金属离子溶液加入一定量到MOF溶液中，进行荧光检测并确定MOF溶液对铅离子检测限。

技术领域

本发明涉及卟啉-MOF荧光薄膜材料领域，尤其涉及一种用于检测铅的中-四(4-羧基苯基)锌卟啉-MOF材料的制备方法。

背景技术

科技是一把双刃剑，20世纪以来科学技术迅猛发展，促进了经济的发展，提高了人民的生活水平。然而与此同时，人类也付出了惨重的代价。由于工业“三废”机动车尾气的排放、污水灌溉和农药、除草剂、化肥等的使用以及矿业的发展，严重地污染了土壤、水质和大气。

铅是可在人体和动物组织中积蓄的有毒金属。主要来源于各种油漆、涂料、蓄电池、冶炼、五金、机械、电镀、化妆品、染发剂、釉彩碗碟、餐具、燃煤、膨化食品、自来水管等。它是通过皮肤、消化道、呼吸道进入体内与多种器官作用，主要毒性效应是贫血症、神经机能失调和肾损伤，易受害的人群有儿童、老人、免疫低下人群。在这种情况下，需要寻找一种方法去更好地检测水中的Pb²⁺。

金属有机框架（MOF）是一类由金属离子或金属离子团簇组成的化合物，这些簇与有机配体配位形成一维、二维或三维结构，它们是通过不同有机配体与金属离子的反应来实现的。许多MOFs具有规则可控的结构、可调节的尺寸、高活性中心和优良的光学性能，而且有机配体和金属离子或团簇的排列具有明显的方向性，可以形成不同的框架孔隙结构，从而表现出不同的吸附性能 、光学性质 、电磁学性质等。MOFs 在现代材料学方面呈现出巨大的发展潜力和诱人的发展前景。由于它的良好性能，可以尝试用来检测Pb²⁺。

发明内容

为了解决上述的技术问题，本发明提供了一种用于检测铅的中-四(4-羧基苯基)锌卟啉-MOF材料的制备方法。本发明以乙酸锌和中-四(4-羧基苯基)卟啉为原料在含有N，N-二甲基甲酰胺的烧瓶中先制备了中-四(4-羧基苯基)锌卟啉；然后，与再具有聚集诱导现象的TPE-2COOH小分子反应，制备出中-四(4-羧基苯基)锌卟啉-MOF；再将中-四(4-羧基苯基)锌卟啉-MOF溶于去离子水中，制成MOF溶液；再将金属氯化盐分别溶于去离子水中，制成金属离子溶液1.0×10^-4mol/L；将金属离子溶液加入一定量到MOF溶液中，进行荧光检测并确定MOF溶液对铅离子检测限。

本发明的具体技术方案为：一种用于检测铅的中-四(4-羧基苯基)锌卟啉-MOF材料的制备方法，包括以下步骤：

步骤1：中-四(4-羧基苯基)锌卟啉的制备：取乙酸锌和中-四(4-羧基苯基)卟啉溶于N,N-二甲基甲酰胺中，将所得溶液超声处理；再将超声后的溶液于120-150℃条件下进行冷凝回流反应；搅拌反应1-3 h后待反应液冷却到室温，加入去离子水；再将反应液冷藏，静置后取出反应液，离心处理；进行真空干燥，得到中-四(4-羧基苯基)锌卟啉，保存备用。

以乙酸锌和中-四(4-羧基苯基)卟啉为原料，在N，N-二甲基甲酰胺溶液中通过水热反应使Zn²⁺与中-四(4-羧基苯基)卟啉的吡啶基上的N形成配位键，进一步连接形成二维平面结构，最终形成中-四(4-羧基苯基)锌卟啉。