一种基于芴环配体的晶体材料及其制备方法和在发光增强检测Hg2+中的应用

本发明属于发光检测功能材料，具体涉及到一种基于芴环配体的晶体材料及其制备方法和在发光增强检测hg2+中的应用。

背景技术：

1、汞离子(hg2+)是一种重金属离子，通常通过地质活动或工业生产释放到自然界中。由于hg2+很难降解，它很容易通过食物链在人体内积累。许多研究表明，长期摄入hg2+可导致各种神经系统疾病，并最终导致人类死亡。目前汞离子的检测通过伏安法、色谱法、电感耦合等离子体质谱法、原子吸收光谱法等多种分析技术实现。这些分析方法成本高昂且仪器操作复杂，而且在复杂的水环境中，它们的传感灵敏度和选择性也受到挑战。因此基于低成本、高选择性和快速检测汞离子的检测材料开发是必要且迫切的。

2、发光金属-有机框架传感材料具有检测方便、快速、灵敏、选择性高等优点，已被开发应用于发光检测金属离子，而有机配体对金属-有机框架晶体材料的发光检测性能起着决定性作用，芴环有机结构具有较大的刚性平面及发光性能，有利于提高所构筑的金属-有机框架晶体材料的稳定性和发光性能，因此开发芴环配体合成具有发光检测功能的金属-有机框架晶体材料具有重要意义。

技术实现思路

1、本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。

2、鉴于上述和/或现有技术中存在的问题，提出了本发明。

3、因此，本发明的目的是，克服现有技术中的不足，提供一种基于芴环配体的晶体材料，包括，

4、所述晶体材料的化学式为[cd3(l)2(nda)3(h2o)2·l]n，

5、其中，l为芴环配体，nda2-为1,4-萘二甲酸根阴离子配体，n为任意值；

6、其中，所述芴环配体的结构式如式(i)所示：

7、

8、所述晶体材料的晶系为三斜；空间群为p-1；晶胞参数为α＝109.942(4)°，β＝93.638(3)°，γ＝100.064(4)°，z＝2。

9、本发明的再一目的是，克服现有技术中的不足，提供一种基于芴环配体的晶体材料的制备方法。

10、为解决上述技术问题，本发明提供了如下技术方案：包括，

11、二水合乙酸镉、4,4’-((2,7-二叔丁基-9h-芴-9-基)亚甲基)二吡啶、1,4-萘二甲酸加入到水和甲醇的混合溶剂中搅拌制得混合液；

12、混合液置于密闭的反应釜中加热反应，降至室温，产物经过滤、洗涤、干燥，即得到发光金属-有机框架晶体材料[cd3(l)2(nda)3(h2o)2·l]n。

13、作为本发明所述基于芴环配体的晶体材料的制备方法的一种优选方案，其中：所述二水合乙酸镉、4,4’-((2,7-二叔丁基-9h-芴-9-基)亚甲基)二吡啶、1,4-萘二甲酸的摩尔比为1：0.5～2：0.5～2。

14、作为本发明所述基于芴环配体的晶体材料的制备方法的一种优选方案，其中：所述混合溶剂中水和甲醇的体积比1：0.5～2。

15、作为本发明所述基于芴环配体的晶体材料的制备方法的一种优选方案，其中：所述每0.1mmol二水合乙酸镉需水和甲醇混合溶剂体积为4～12ml。

16、作为本发明所述基于芴环配体的晶体材料的制备方法的一种优选方案，其中：所述加热反应，其中，加热温度为120～180℃，加热时间为48～72h。

17、作为本发明所述基于芴环配体的晶体材料的制备方法的一种优选方案，其中：所述降至室温，其中，降温速率为2～5℃/h。

18、本发明的另一目的是，克服现有技术中的不足，提供一种基于芴环配体的晶体材料在发光增强检测hg2+中的应用。

19、作为本发明所述基于芴环配体的晶体材料在发光增强检测hg2+中的应用的一种优选方案，其中：所述基于芴环配体的晶体材料发光增强检测水相hg2+的淬灭常数为-2.12×104m-1。

20、作为本发明所述基于芴环配体的晶体材料在发光增强检测hg2+中的应用的一种优选方案，其中：所述基于芴环配体的晶体材料发光增强检测水相hg2+的检测极限为3.51×10-7m。

21、本发明有益效果：

22、(1)本发明首次基于芴环配体4,4’-((2,7-二叔丁基-9h-芴-9-基)亚甲基)二吡啶获得了一种发光金属-有机框架晶体材料，该材料合成路线简单易控，产物产率可达42.3％，适合工业化生产推广。

23、(2)本发明制备所得材料[cd3(l)2(nda)3(h2o)2·l]n首次用于发光增强检测hg2+，相较于现有技术，采用该晶体材料应用于检测简便可靠，发光增强检测水相hg2+的淬灭常数达到-2.12×104m-1，检测极限低至3.51×10-7m，具有广阔的应用前景。

技术特征：

1.一种基于芴环配体的晶体材料，其特征在于：所述晶体材料的化学式为[cd3(l)2(nda)3(h2o)2·l]n，

2.如权利要求1所述的基于芴环配体的晶体材料的制备方法，其特征在于：包括，

3.如权利要求2所述的基于芴环配体的晶体材料的制备方法，其特征在于：所述二水合乙酸镉、4,4’-((2,7-二叔丁基-9h-芴-9-基)亚甲基)二吡啶、1,4-萘二甲酸的摩尔比为1：0.5～2：0.5～2。

4.如权利要求2所述的基于芴环配体的晶体材料的制备方法，其特征在于：所述混合溶剂中水和甲醇的体积比1：0.5～2。

5.如权利要求2所述的基于芴环配体的晶体材料的制备方法，其特征在于：所述每0.1mmol二水合乙酸镉需水和甲醇混合溶剂体积为4～12ml。

6.如权利要求2所述的基于芴环配体的晶体材料的制备方法，其特征在于：所述加热反应，其中，加热温度为120～180℃，加热时间为48～72h。

7.如权利要求2所述的基于芴环配体的晶体材料的制备方法，其特征在于：所述降至室温，其中，降温速率为2～5℃/h。

8.如权利要求2～7任一所述的制备方法制得的基于芴环配体的晶体材料在发光增强检测hg2+中的应用。

9.如权利要求8所述的基于芴环配体的晶体材料在发光增强检测hg2+中的应用，其特征在于：所述基于芴环配体的晶体材料发光增强检测水相hg2+的淬灭常数为-2.12×104m-1。

10.如权利要求8所述的基于芴环配体的晶体材料在发光增强检测hg2+中的应用，其特征在于：所述基于芴环配体的晶体材料发光增强检测水相hg2+的检测极限为3.51×10-7m。

技术总结本发明公开了一种基于芴环配体的晶体材料及其制备方法和在发光增强检测Hg<supgt;2+</supgt;中的应用，首次基于4,4’‑((2,7‑二叔丁基‑9H‑芴‑9‑基)亚甲基)二吡啶功能配体制备得到了发光金属‑有机框架晶体材料[Cd<subgt;3</subgt;(L)<subgt;2</subgt;(NDA)<subgt;3</subgt;(H<subgt;2</subgt;O)<subgt;2</subgt;·L]<subgt;n</subgt;，方法简单，合成路线简单易控，产物产率可达42.3％，适合工业化生产。且相较于现有技术，该材料能够首次发光增强检测Hg<supgt;2+</supgt;，灵敏度极高，其发光增强检测水相Hg<supgt;2+</supgt;的淬灭常数高达‑2.12×10<supgt;4</supgt;M<supgt;‑1</supgt;，检测极限低至3.51×10<supgt;‑7</supgt;M，具有广阔的应用前景。技术研发人员：张金方,陶星瑜受保护的技术使用者：江南大学技术研发日：技术公布日：2024/11/18