[发明专利]一种Cd/Zr-UIO-66双金属有机骨架材料的制备方法及其应用

说明书

本发明涉及一种Cd/Zr‑UIO‑66双金属有机骨架材料的制备方法及其应用，可有效解决传统的检验方法效率低、耗时、易受到干扰、便携性差的问题，其解决的技术方案是，该双金属有机骨架材料是，将Cd²⁺、Zr⁴⁺的氯化盐与对苯二甲酸直接混合在一起，以DMF（N,N‑二甲基甲酰胺）有机溶剂为反应介质，通过自组装过程形成含混合金属的UIO‑66材料，本发明Cd/Zr‑UIO‑66双金属有机框架材料对As⁵⁺离子具有选择性荧光检测能力，且有较低的检测限，同时使用溶剂热法和直接合成法，操作简单，易于合成，适合大规模工业化生产，具有较高研究及应用价值，是检测As⁵⁺离子材料上的创新。

技术领域

本发明涉及金属有机框架材料技术领域，特别是一种对As⁵⁺具有高选择性的Cd/Zr-UIO-66双金属有机骨架材料的制备方法及其应用。

背景技术

近年来，随着我国现代化进程的不断推进，重金属及有害元素污染事件屡见不鲜，已经成为全球性的环境污染问题。As具有剧毒，是一种致癌物质，具有致突变致畸作用。当人体吸入As⁵⁺离子后，在体内被还原为As³⁺离子，与蛋白质的巯基结合进而阻碍细胞呼吸，最终促使细胞死亡，引发急性和慢性中毒，使人体引发糖尿病、肝硬化、心脏病等一系列慢性或急性疾病。然而，真实环境中的As⁵⁺离子往往普遍含量偏低，传统的检验方法如UV、HPLC、AAS、AFS、ICP-AES、ICP-MS等分析手段即使可以达到微量或痕量的技术，但又因低效率、耗时、易受到干扰、便携性差等缺点，难以实时有效地在较低浓度时检测As⁵⁺离子，且在绿色环保节能的溶剂中能够检测As⁵⁺离子的材料又少之又少。因此，发明一种能够检测As⁵⁺离子的材料势在必行。

发明内容

针对上述情况，为解决现有技术之缺陷，本发明之目的就是提供一种对As⁵⁺具有高选择性的Cd/Zr-UIO-66双金属有机骨架材料的制备方法及其应用，可有效解决传统的检验方法效率低、耗时、易受到干扰、便携性差的问题。

本发明解决的技术方案是，该双金属有机骨架材料是，将Cd²⁺、Zr⁴⁺的氯化盐与对苯二甲酸直接混合在一起，以DMF（N,N-二甲基甲酰胺）有机溶剂为反应介质，通过自组装过程形成含混合金属的UIO-66材料。

所述的Cd²⁺的氯化盐与Zr⁴⁺的氯化盐的物质的量之比为1:19-1:1。

所述的Cd²⁺、Zr⁴⁺的氯化盐、对苯二甲酸与DMF的物质的量之比为2:2:1-2:2:1.5。

所述的Cd/Zr-UIO-66双金属有机骨架材料在高选择性检测As⁵⁺离子中的应用。

本发明通过直接合成法，使得含有两种不同过渡金属前体的混合物在DMF溶剂中共同与有机配体对苯二甲酸结合，得到含有两种不同金属位点的金属有机框架材料。

本发明通过在UIO-66结构中引入第二种金属位点，能够提升UIO-66金属有机框架材料在甲醇中的荧光传感性能，从而使得Cd/Zr-UIO-66金属有机框架材料对甲醇溶液中As⁵⁺离子具有快速准确的特异性识别能力、较强的抗干扰能力、较低的检测限以及优良的再生性能。本发明提供的Cd/Zr-UIO-66双金属有机框架材料在甲醇溶液中对As⁵⁺离子的检测限可降低至7.5 μM。

与此同时，本发明提供的Cd/Zr-UIO-66双金属有机框架材料还具有热稳定性好、化学稳定性好、可重复性好等优势。