[发明专利]一种镉配位聚合物及其在水中对硝基类化合物检测的应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种镉配位聚合物，具体涉及一种以N-(2-吡啶基)-N-(4-(2-(4-吡啶基)乙烯基)苯基)吡啶-2-胺为配体的镉配位聚合物、该配位聚合物的制备方法及其在水中对硝基类化合物检测的应用。

背景技术

硝基类化合物的检测对于国土安全，军事应用，法庭调查和环境保护等方面是非常重要的。这些化合物都是环境污染物和潜在的爆炸物。因此对于硝基类化合物的检测是一个重要的课题。

目前，检测硝基类化合物的主要方法基本依赖于受过训练的防爆犬或精密的仪器设备如气质联用色谱仪，表面增强拉曼光谱仪，中子活化分析仪，电子捕获检测器和循环伏安仪等。然而这些方法需要的仪器非常昂贵并且它们的使用并不是十分方便。

简便、廉价、灵敏度高的化学检测方法被广泛应用在液相和固相体系中。其中，用于检测的化合物是该方法的关键，许多有机分子，聚合物和纳米材料已经应用于此，但是现有物质由于不稳定性、合成及检测步骤较为繁琐以及不能有效地对分子构架的控制等因素限制了化学检测方法的发展。

最近，配位聚合物也已被应用于硝基类化合物的痕量检测。与其他物质相比，利用发光的配位聚合物可以有效地通过调节分析物-金属和分析物-配体相互作用以便快速、灵敏的检测硝基类化合物，并且可以循环利用。马建方课题组报道了一种配位聚合物在检测硝基苯方面的应用（参见：Yuan-Chun He, Hong-Mei Zhang, Ying-Ying Liu, Qiu-Yi Zhai, Qiu-Tong Shen, Shu-Yan Song, Jian-Fang Ma. Cryst. Growth Des. 2014, 14(7), 3174–3178）； 但是该方法对硝基类化合物的检测限比较高并且检测硝基化合物的种类比较单一。王尧宇课题组报道了一种配位聚合物在检测硝基化合物方面的应用（参见：Ling-Yan Pang, Guo-Ping Yang, Jun-Cheng Jin, Meng Kang, Ai-Yun Fu, Yao-Yu Wang, Qi-Zhen Shi. Cryst. Growth Des. 2014, 14, 2954?2961）； 但是该方法对硝基类化合物的检测限比较高并且检测硝基化合物是在DMF中进行。

现有技术检测硝基化合物都在有机溶剂中进行，而随着工业生产的发展，硝基类化合物在水中的污染日益加重以及人们环保意识的增强，所以在水中检测硝基类化合物就显得尤为重要。因此设计合成一种合成方法简单，选择性高，检测限低，对水很稳定的发光配位聚合物材料，并利用该材料在水中高灵敏度的检测硝基类化合物是很有意义的。

发明内容

本发明的发明目的是提供一种镉配位聚合物，以实现在水中对硝基类化合物检测的应用；本发明的另一个目的是提供这种镉配位聚合物的制备方法，以及应用。

为达到上述发明目的，本发明采用的技术方案是：一种镉配位聚合物，所述镉配位聚合物的化学式为{Cd(ppvppa)(1,4-NDC)}_n；1,4-NDC为1,4-萘二酸阴离子配体；ppvppa 为N-(2-吡啶基)-N-(4-(2-(4-吡啶基)乙烯基)苯基)吡啶-2-胺；

所述{Cd(ppvppa)(1,4-NDC)}_n属于正交晶系，空间群为Pbca，Z为8，体积为5723.7(5) nm³，晶胞参数为a=8.4187(4) nm、b=20.3266(11) nm、c=33.4480(16) nm、α=90.00?、β=90.00?、γ=90.00?。

N-(2-吡啶基)-N-(4-(2-(4-吡啶基)乙烯基)苯基)吡啶-2-胺的英文名是N-(pyridin-2-yl)-N-(4-(2-(pyridin-4-yl)vinyl)phenyl)pyridin-2-amine, 简写为ppvppa。所述{Cd(ppvppa)(1,4-NDC)}_n属于正交晶系，为聚合物，n表示重复单元数；镉的配位数为6。

对于金属配位聚合物，配体的选择对于金属配位聚合物的制备以及产品的性能有着关键的影响。本发明的镉配位聚合物中ppvppa拥有多个芳香共轭的π电子环和易与金属成键的氮原子、金属镉能很好地作为配体与羧酸桥连；同时镉配位聚合物带有多个吡啶基团并通过碳碳双键构筑共轭体系，具有很好的荧光性能。

上述镉配位聚合物的制备方法，包括下列步骤：