[发明专利]一种金属锌配位聚合物的制备方法及其应用

说明书

本发明提供了一种金属锌配位聚合物的制备方法及其应用，金属锌配位聚合物化学简式为：[Zn₂(μ₂‑bcpb)(μ₄‑bcpb)(2,2'‑bipy)₂]_n，其中bcpb^2‑为去质子化的1,4‑双(2'‑羧基苯氧基)苯，2,2'‑bipy为2,2'‑联吡啶。该金属锌配位聚合物通过水热方法制得，即：按摩尔比为2:2:1将Zn(NO₃)₂·6H₂O、2,2'‑联吡啶和1,4‑双(2'‑羧基苯氧基)苯加入到聚四氟乙烯管中，再加入1mL的N,N‑二甲基甲酰胺和6mL水，用0.25mol/L的NaOH调节pH至5.0，将聚四氟乙烯管放入到反应釜中以413K反应3天。冷却到室温后收集到无色透明的块状晶体，蒸馏水洗涤，真空干燥即可。该金属锌配位聚合物是具有双核锌次级结构单元的二维结构。其在水溶液中对丙酮和二价铜离子具有很好的选择性检测，且该配合物至少能重复五次以上使用，可作为高效的检测丙酮和二价铜离子的荧光探针。

技术领域

本发明涉及锌配位聚合物领域，特别涉及一种金属锌配位聚合物的制备方法及其应用。

背景技术

丙酮是一种具有芳香气味的液体，易燃、易挥发、易溶于水和甲醇，化学性质较为活泼。对人体有害，长期接触丙酮易导致中毒，常表现为气急、恶心、呕吐、头痛。铜是一种具有紫红色光泽的金属，密度为8.92g/cm³。自然界中铜主要以金属铜、一价铜和二价铜三种形式存在，作为人体必须的微量元素，微量的铜离子对人体是有益的。但是，人体中铜离子过量会引起肝硬化、腹泻、呕吐、运动障碍和知觉神经障碍。因此，检测饮用水和工业废水中丙酮和二价铜离子至关重要，具有合成简单、识别速度快、成本低等优点的荧光探针成为了目前研究较热的检测方法。所以，设计和合成可用于丙酮和二价铜离子的荧光探针，具有十分重要的意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于过渡金属锌(II)，1,4-双(2'-羧基苯氧基)苯和2,2'-联吡啶构筑的具有二维结构的配位聚合物的制备方法，以及该配合物作为荧光探针在水溶液中检测丙酮和二价铜离子的应用。

为实现上述目的，本发明是通过以下技术方案来实现：

一种金属锌配位聚合物，其化学简式为：[Zn₂(μ₂-bcpb)(μ₄-bcpb)(2,2'-bipy)₂]_n，其中bcpb^2-为去质子化的1,4-双(2'-羧基苯氧基)苯，2,2'-bipy为2,2'-联吡啶，n为聚合度，其结构式为：

该金属锌配合物属于三斜晶系，空间群为P1。不对称单元是由一个Zn原子、一个2,2'-联吡啶和两个1/2主配体组成。Zn原子为五配位并且组成三角双锥形ZnO₃N₂单元，Zn原子分别与来自不同配体羧酸上的三个氧原子和来自2,2'-联吡啶上的两个N原子配位，形成了一个扭曲的三角双锥几何构型。Zn-O键的键长范围在之间，Zn-N键的键长分别为2.1393(18)和O-Zn-O夹角的范围在76.05(6)-133.10(6)°之间。X证实射线粉末衍射证实晶体样品均一稳定。

本发明提供了上述金属锌配位聚合物的制备方法，包括如下步骤：

步骤1：按摩尔比2:2:1将Zn(NO₃)₂·6H₂O、2,2'-联吡啶和1,4-双(2'-羧基苯氧基)苯加入到聚四氟乙烯管中，再加入1mL的N,N-二甲基甲酰胺和6mL水，用NaOH溶液调节pH为5.0；

步骤2：将此聚四氟乙烯管置于不锈钢反应釜中密封，在413K下反应3天，冷却到室温，即可析出无色透明块状晶体，蒸馏水洗涤，真空干燥，即得所述金属锌配位聚合物。