一种可用于铝离子检测的碳量子点复合的镧系金属有机框架材料的制备及应用

本发明涉及复合材料制备，具体为一种可用于铝离子检测的碳量子点复合的镧系金属有机框架材料的制备及应用。

背景技术：

1、铝(al)是一种轻金属，占地壳的7％，是仅次于氧和硅的第三大丰富元素。铝金属因其巨大的工业价值而被广泛应用于各个领域。大部分铝都以无害的氧化物和铝硅酸盐的形式存在。然而，铝金属的滥用正威胁着环境和人类健康。当土壤由于自然过程或人类活动而变成酸性时，铝就会溶解为有毒的三价阳离子(al3+)，广泛存在于天然水域和自来水厂中。过多的摄入al3+会损害人体的肝脏、肾脏和骨骼，并且可能导致神经退行性疾病，如阿尔茨海默病、帕金森病(痴呆)、肌萎缩性侧索硬化症、多发性硬化症和自闭症等。近年来，多种分析技术被应用于al3+的定量分析，如原子吸收光谱法、比色法、电化学技术、电感耦合等离子体发射光谱法。然而，昂贵的仪器、繁琐的操作、长时间的反应以及需要训练有素的操作人员极大地限制了它们的应用。因此，开发一种简便、快速、可靠的水体中al3+的检测方法具有重要意义。

2、与传统的分析方法相比，荧光技术由于荧光测量成本低、检测速度快、灵敏度高、易于可视化而受到研究人员的关注。其中，金属有机骨架(mofs)因其结构灵活可调、孔隙率高、比表面积大，有利于富集痕量，增强探针与分析物的接触面积而引起了人们的极大兴趣。此外，双发射比率型荧光探针通过测量两个不同波长的荧光强度比作为信号参数，可以在检测过程中实现良好的自校准。由于测量的荧光比信号不受仪器和环境的影响，所以比率型荧光探针具有较高的灵敏度、选择性和线性范围，并且比率型荧光探针具有可识别的颜色变化，这对快速和现场肉眼测量有很大帮助。因此，合理设计和开发一种基于mofs的比率型荧光探针用于检测水体中的al3+是十分必要的。

技术实现思路

1、为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种可用于铝离子检测的碳量子点复合的镧系金属有机框架材料的制备及应用，步骤如下：

2、s1，选取的主要原料，硝酸铕、1,3,5-苯三甲酸和邻苯二胺；

3、s2，将1,3,5-苯三甲酸溶解在无水乙醇中，室温下搅拌；

4、s3，将s2中得到的溶液中加入硝酸铕溶液，室温下搅拌；

5、s4，静置，离心收集白色沉淀，洗涤之后进行烘干，得到镧系金属有机框架材料；

6、s5，将邻苯二胺溶解到去离子水中，并放入反应釜中反应，用于制备碳量子点；

7、s6，将s5中得到的碳量子点溶液置于透析膜中，纯化碳量子点；

8、s7，将s4中得到的镧系金属有机框架材料放入s6中得到的碳量子点溶液中搅拌；

9、s8，离心、烘干得到碳量子点复合的镧系金属有机框架材料；

10、s9，对得到的碳量子点复合的镧系金属有机框架材料进行表征测试。

11、优选的，所述步骤s2中无水乙醇为30ml，室温搅拌30分钟。

12、优选的，所述步骤s3中为室温搅拌1小时。

13、优选的，所述步骤s4中静置时间为12小时，烘干的温度为60℃，时间为12小时。

14、优选的，所述步骤s5中反应温度为200℃，时间为3小时。

15、优选的，所述步骤s6透析时所用溶剂为无水乙醇，量子点与乙醇的体积比为1:50，所用的透析膜规格是3500mwco，透析时间为24小时。

16、优选的，所述步骤s7中碳量子点体积为10ml，搅拌温度为室温，时间为24小时。

17、优选的，所述步骤s8烘干的温度为60℃，时间为12小时。

18、优选的，所述表征检测为x射线粉末衍射光谱、x射线光电子能谱、zeta电位测试和荧光光谱表征。

19、优选的，所述应用为碳量子点复合的镧系金属有机框架材料用于检测水体和油条样品中al3+。

20、与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明选用具有多配位点的1,3,5-苯三甲酸以及荧光激活剂稀土铕离子为原料形成镧系金属有机框架(eu-mofs)，选取具有良好生物相容性的绿发射碳量子点(cds)为客体分子构建红绿双发射的比率型荧光探针(cds@eu-mofs)，用于更灵敏、准确的检测水体中的al3+。

技术特征：

1.一种铝离子的检测方法，其特征在于，检测铝离子的材料是碳量子点复合的镧系金属有机框架材料，所述材料的操作步骤如下：

2.根据权利要求1所述的一种铝离子的检测方法，其特征在于：所述步骤s6透析时所用溶剂为无水乙醇，量子点与乙醇的体积比为1:50，所用的透析膜规格是3500 mwco，透析时间为24小时。

3.根据权利要求1所述的一种铝离子的检测方法，其特征在于：所述步骤s7中碳量子点体积为10 ml，搅拌温度为室温，时间为24小时。

4.根据权利要求1所述的一种铝离子的检测方法，其特征在于：所述材料应用于油条样品的检测。

技术总结本发明涉及一种可用于铝离子检测的量子点复合的镧系金属有机框架材料的制备及应用：S1，选取的主要原料，硝酸铕、1,3,5‑苯三甲酸和邻苯二胺；S2，将1,3,5‑苯三甲酸溶解在无水乙醇中，室温下搅拌；S3，将S2中得到的溶液中加入硝酸铕溶液，室温下搅拌；S4，静置，离心收集白色沉淀，洗涤之后进行烘干，得到镧系金属有机框架材料；S5，将邻苯二胺溶解到去离子水中，并放入反应釜中反应，用于制备碳量子点；S6，将S5中得到的碳量子点溶液置于透析膜中，纯化碳量子点；S7，将S4中得到的镧系金属有机框架材料放入S6中得到的碳量子点溶液中搅拌；S8，离心、烘干得到碳量子点复合的镧系金属有机框架材料；S9，对得到的碳量子点复合的镧系金属有机框架材料进行表征测试。本发明选用具有多配位点的1,3,5‑苯三甲酸以及荧光激活剂稀土铕离子为原料形成镧系金属有机框架（Eu‑MOFs），选取绿发射的碳量子点（CDs）为客体分子构建红绿双发射的比率型荧光探针，使其用于检测铝离子。技术研发人员：宁张磊,车洁,刘敏,李汶蔚,金佳燚受保护的技术使用者：四川师范大学技术研发日：技术公布日：2024/6/30