双发射Eu3+@Cd-MOF材料在硝基芳香类污染物检测中的应用

本发明涉及一种双发射eu3+@cd-mof材料在硝基芳香类污染物检测中的应用。

背景技术：

1、随着现代社会经济水平的迅猛发展，工业生产排放出大量的有机污染物，不可避免的对生态环境和人类健康产生了严重危害。如硝基芳香类化合物，不仅极难降解，还可以通过各种途径(呼吸道，消化道等)进入人体，即使浓度很低，也可能导致神经系统损伤，肌肉无力甚至死亡等严重的健康问题。传统的检测方法如液相色谱法和电化学等方法一般需要复杂的预处理过程，且存在灵敏度低、仪器昂贵、检测速度慢等缺点。为了保护生态环境和人类健康，开发出快速、灵敏、准确和经济有效的检测硝基芳香类污染物的方法成为有效解决化学化工行业废水处理的迫切需求。到目前为止，荧光传感技术凭借其灵敏度高和响应时间快等优点已经成为最有潜力的检测技术之一。

2、金属有机框架(mofs)，是由金属离子和有机配体自组装形成的具有周期性网络结构的多孔晶体材料。作为一种新型的多孔材料，由于其永久性的孔隙和可调结构，丰富的功能位点，使其在污染物检测领域受到广泛关注。特别是具有优秀发光特性的荧光mof材料，已经被大量研究应用于金属离子，抗生素，农药和爆炸物等多种污染物的荧光探针设计开发中。但是单发射mof材料往往只具有一个发光中心，在检测污染物时容易受到环境因素或仪器参数的干扰，降低了检测结果的准确性。因此，同时具有过渡金属和稀土金属两个金属发光中心的双发射mof材料，可以进一步提高检测的选择性和准确性，成为了研究的热点。

3、双发射mof材料不仅具有丰富的结构和孔道，而且实现了从单发射到双发射的跨越。双发射峰的不同变化使其能够克服单参量(单一强度、波长位移、寿命等)检测的缺点，在检测和识别硝基芳香类污染物上具有更优越的传感能力。基于以上分析，我们以2，5-二-(3，4-二羧基苯基)噻吩二甲酰胺为有机配体，与过渡金属离子镉和稀土金属离子铕合成了双发射eu3+@cd-mof材料，探究了其在硝基芳香类污染物检测中的应用。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种双发射eu3+@cd-mof材料，研究其在硝基芳香类污染物检测中的应用，为实现硝基芳香类污染物快速、简便和灵敏地检测提供理论基础。

2、为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：

3、本发明采用溶剂热法，以2，5-二-(3，4-二羧基苯基)噻吩二甲酰胺为有机配体，与过渡金属离子镉和稀土金属离子铕合成了双发射eu3+@cd-mof材料，其具体制备过程为：

4、将eu(no3)3·6h2o(0.0223g，0.05mmol)、cd(no3)2·4h2o(0.0154g，0.05mmol)、2，5-二-(3，4-二羧基苯基)噻吩二甲酰胺(0.025g，0.05mmol)、n，n-二甲基甲酰胺(1ml)和蒸馏水(4ml)混合后置于内衬为聚四氟乙烯的密闭不锈钢反应釜中，放入恒温烘箱中，在85℃下恒温反应72h，然后冷却至室温，得到双发射mof材料eu3+@cd-mof。

5、采用以上方法制备了一种双发射eu3+@cd-mof材料。

6、附图1为本发明的双发射eu3+@cd-mof材料对对硝基苯胺，邻硝基苯胺，间硝基苯胺，对氯硝基苯，间硝基甲苯，对硝基甲苯，硝基苯，对硝基苯酚的荧光响应对比图。从图中可直观地看出各种硝基芳香类污染物可使本发明的材料呈现不同程度的荧光强度变化，其中对硝基苯胺使本材料的荧光强度变化最为显著。在传感过程中，不同被分析物与eu3+@cd-mof相互作用强弱的不同，引起该材料的荧光信号发生不同变化，从而实现对不同硝基芳香类污染物的检测。

7、本发明的双发射eu3+@cd-mof材料快速检测各硝基芳香类污染物的方法为：以对硝基苯胺的检测为例进行说明：首先测定对硝基苯胺不存在时传感材料的荧光强度f0，然后加入梯度物质的量的对硝基苯胺，测定加入对硝基苯胺时传感材料的荧光强度f，绘制出荧光强度随被分析物的物质的量变化的标准工作曲线，见图2。当对硝基苯胺的量增大至0.2μmol时该传感材料的荧光强度可淬灭62.33％(500nm)和69.52％(620nm)。目前尚未见到有文献或者专利利用此材料检测硝基芳香类污染物。

8、同理，邻硝基苯胺、间硝基苯胺、对氯硝基苯、间硝基甲苯、对硝基甲苯、硝基苯和对硝基苯酚检测效果见附图。

9、这充分说明了本发明所提供的双发射mof材料可用于痕量硝基芳香类污染物的检测。

10、本发明所提供的双发射eu3+@cd-mof材料的应用具有如下特点：

11、1.本发明所述的双发射eu3+@cd-mof材料的制备方法简单、稳定性好。

12、2.合成的双发射eu3+@cd-mof材料的检测结果说明对硝基芳香类污染物具有不同程度的荧光响应效果，其中对硝基苯胺效果最为显著，可用于硝基芳香类污染物的检测。

13、3.合成的双发射eu3+@cd-mof材料在对硝基苯胺的检测方面具有快速、简便、灵敏等优点。

14、综上所述，本发明提供了一种通过双发射eu3+@cd-mof材料发光强度的变化来检测被分析物的一种方法，并且对不同的硝基芳香类污染物荧光强度表现出了不同的变化。因此，此材料在硝基芳香类污染物检测等方面具有潜在的应用前景。

技术特征：

1.一种用于硝基芳香类污染物检测的双发射eu3+@cd-mof材料的制备方法，将eu(no3)3·6h2o(0.0223g，0.05mmol)、cd(no3)2·4h2o(0.0154g，0.05mmol)、2，5-二-(3，4-二羧基苯基)噻吩二甲酰胺(0.025g，0.05mmol)、n，n-二甲基甲酰胺(1ml)和蒸馏水(4ml)混合后置于内衬为聚四氟乙烯的密闭不锈钢反应釜中，放入恒温烘箱中，在85℃下恒温反应72h，然后冷却至室温，得到双发射eu3+@cd-mof材料。

2.权利要求1所述的双发射eu3+@cd-mof材料在痕量检测硝基芳香类污染物中的应用。

3.如权利要求2所述的应用，其特征是，所述硝基芳香类污染物为对硝基苯胺，邻硝基苯胺，间硝基苯胺，对氯硝基苯，间硝基甲苯，对硝基甲苯，硝基苯，对硝基苯酚。

4.如权利要求2或3所述的应用，其特征是，检测方法为：(1)制作荧光强度和物质的量的工作曲线：首先测定污染物不存在时传感材料的荧光强度f0，然后加入梯度物质的量的污染物，测定污染物存在时传感材料的荧光强度f，绘制出双发射eu3+@cd-mof材料对不同污染物荧光响应图和柱形对比图。

5.按权利要求4所述的方法，其特征在于所述溶剂为甲醇。

6.按权利要求4所示，被检测的硝基芳香类污染物与双发射eu3+@cd-mof材料作用，可以导致材料荧光强度发生改变。

技术总结本发明探究了一种双发射Eu<supgt;3+</supgt;@Cd‑MOF材料在痕量硝基芳香类污染物检测中的应用。实验结果表明，该材料对硝基芳胺类污染物具有不同程度的荧光响应，其中对对硝基苯胺具有最为明显的荧光响应。当对硝基苯胺的量达到0.20μmol时，双发射峰的荧光强度均出现了显著改变，分别淬灭了62.33％(500nm)和69.52％(620nm)。因此双发射Eu<supgt;3+</supgt;@Cd‑MOF材料在痕量对硝基苯胺环境污染物检测方面具有快速、简便、灵敏和准确等优点。技术研发人员：王凤勤,赵忠瑞,任倩受保护的技术使用者：天津工业大学技术研发日：技术公布日：2024/6/5