[发明专利]具有荧光识别作用的双层墙壁的微孔自组装材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于先进多孔材料技术领域，具体为一种具有荧光识别作用的双层墙壁的微孔自组装材料及其制备方法。

技术背景

近年来，微孔自组装材料的合成和应用研究成为先进多孔材料研究和新材料开发的热点。这类微孔自组装材料由于其孔道内作用力大小可调、孔道大小可控，在有毒、有害、易燃易爆分子的吸附、存储、识别等方面具有广泛的应用前景。

到目前为止，合成对有毒、有害、易燃易爆分子具有吸附、存储能力的微孔自组装材料的研究已有一定的报道，但现有的报道中涉及的多数微孔材料，不具有荧光识别能力或识别能力不明显（Rosi, N. L.; Eckert, J.; Eddaoudi, M.; Vodak, D. T.; Kim, J.; O'Keeffe, M.; Yaghi, O. M. Science, 2003, 300, 1127. Matsuda, R.; Kitaura, R.; Kitagawa, S.; Kubota, Y.; Belosludov, R.V.; Kobayashi, T.C.; Sakamoto, H.; Chiba, T.; Takata, M.; Kawazoe, Y.; Mita, Y. Nature, 2005, 436, 7048. Murray, L. J.; Dinca, M.; Long, J. R. Chem. Soc. Rev. 2009, 38, 1294. Ma, F.J.; Liu S.X.; Sun C.Y.; Liang D.D.; Ren G.J.; Wei F.; Chen Y.G.; Su Z.M. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 4178. Montoro, C.; Linares, F.; Procopio, E. Q.; Senkovska, I.; Kaskel, S.; Galli, S.; Masciocchi, N.; Barea, E.; Navarro, J. A. R. J. Am. Chem. Soc.2011, 133, 11888.）。吸附易燃易爆分子的同时具有荧光识别能力的微孔自组装材料具有更加广泛地应用前景。美国罗格斯大学的李静课题组最近采用4,4-氧代双（苯甲酸）和4,4-联吡啶为配体合成了具有三维互穿微孔的自组装材料，该微孔材料能够吸附硝基苯类化合物，同时，由于硝基苯的吸附，导致了吸附剂自身的荧光减弱。但是，荧光减弱评价标准可操作性差，一方面其受外界影响因素多，另一方面荧光减弱的识别能力低。因此，该自组装材料的应用前景受到限制。

本发明涉及的是一种具有荧光识别硝基苯类化合物的双层墙壁的微孔自组装材料及其制备方法，不同于之前报道的材料，该微孔自组装材料是由刚性双羧酸类配体和刚性含氮杂环类配体连接具有十二连接的二级结构单元Zn₇O₂簇，形成的三维孔道结构，孔道墙壁是由两个具有π电子共轭效应的有机配体，通过π-π相互作用形成双层墙壁，该微孔材料具有特征荧光，在吸附硝基苯后，荧光不仅减弱，而且同时还发生明显的红移，识别能力强。另外，由于所用基本原料廉价、易得、合成操作简单，因此在吸附、存储及响应识别硝基苯类易爆分子等方面具有广阔的应用前景。

发明内容

本发明的目的在于提供一种原料廉价易得、合成操作简单的具有荧光识别硝基苯类化合物的双层墙壁的微孔自组装材料及其制备方法。

本发明所提供的具有荧光识别硝基苯类化合物的双层墙壁的微孔自组装材料，是由刚性双羧酸类配体和刚性含氮杂环类配体与过渡金属离子，通过溶剂热自组装得到，该微孔自组装材料的二级结构单元为具有十二连接的Zn₇O₂簇，并具有双层墙壁，墙壁是由两个具有π电子共轭效应的有机配体，通过π-π相互作用形成，孔道为三维互通孔道，孔道大小在0.6 ~ 2 nm范围，属于三斜晶系，晶体单胞大小：a = 12.8 ± 0.5 ?，b = 17.0 ± 0.5 ?，c = 17.3 ± 0.5 ?，α = 75.5 ± 0.5 o，β = 72.5 ± 0.5 o，γ = 67.9 ± 0.5 o。