[发明专利]水中稳定的荧光金属-有机骨架化合物的制备及检测有机磷农药的方法

说明书

本发明公开了一种水中稳定的荧光金属‑有机骨架化合物的制备及检测有机磷农药的方法。本发明利用高价态金属离子四价锆离子与疏水性有机配体1,2,4,5‑四(4‑羧苯基)苯的羧基配位结合，并以苯甲酸作为结构调节剂，合成了在水中可保持结构稳定的荧光金属‑有机骨架化合物。本发明兼具光致发光和高吸附性能，将荧光金属‑有机骨架化合物与含有有机磷农药的样品溶液混合或滴加于蔬菜样品表面，测量反应溶液的荧光强度或者将蔬菜样品置于紫外灯下直接观察荧光强度，即可快速检测样品中或蔬菜样品表面残留的有机磷农药。本发明检测有机磷农药稳定性好、灵敏度高，为有机磷农药的快速检测提供了一种具有良好前景的技术。

技术领域

本发明属于农药残留快速检测技术领域，具体涉及一种水中稳定的荧光金属-有机骨架化合物材料的制备及其在有机磷农药快速检测中的应用。

背景技术

农药是农业生产中重要的生产资料，其在防治农作物病、虫、草害，减少农业损失、保证食物供给方面发挥着重要的作用。有机磷农药作为一类品种多样、药效强力、性能稳定的杀虫剂被广泛应用。据估算，全球有机磷农药使用量约占各类农药使用总量的38％。随着有机磷农药的长期、广泛使用，有机磷农药残留对公共卫生、环境保护以及食品安全的影响引起了人们的高度关注和重视。农药残留超标污染环境、影响食品安全，会对人体健康造成急性、亚急性或者慢性危害。对不同基质(如：食品、水、土壤)中有机磷农药残留量做出快速、准确分析，是监控有机磷农药残留量、防止农药残留超标危害环境和食品安全的有效手段之一。到目前为止，传统的仪器分析方法如色谱法、色谱-质谱联用法等仍然是有机磷农药残留检测的“金标准”方法。这些方法发展成熟，准确度高、重现性好，但由于仪器庞大且昂贵，检测耗时长、试剂耗费大，需要专业技术人员操作，只能在具备特定条件的实验室内进行检测，难以满足大量样品的现场、快速检测需求。

近年来，随着纳米技术的发展，研究人员制备出多种多样、性能优异的纳米材料，为有机磷农药快速检测技术的发展提供了新的机遇。金属-有机骨架(Metal-OrganicFrameworks，MOFs)化合物，也称为多孔配位聚合物，是一类由无机金属离子与有机配体构筑的新型多孔晶体材料。MOFs制备简单、成本低廉，具有比表面积大、吸附性能好、孔隙尺寸可调、能发荧光等优点。因同时兼具多种优良的物理和化学性质，MOFs材料在有机磷农药的检测中具有良好的应用前景。然而，由于MOFs材料是由金属离子与有机配体通过配位键结合形成，多数MOFs材料的配位键遇水后易发生水解，导致MOFs材料在水中或者潮湿环境中不稳定，孔道结构坍塌，只在无水条件下使用才能保持其良好性能，难以在有机磷农药的实际检测中推广应用。因此，急需开发可在水溶液中稳定存在的MOFs材料。

发明内容

为了解决背景技术中的问题，本发明提供了一种基于水中稳定的荧光金属-有机骨架化合物(Zr-LMOF材料)的有机磷农药快速检测方法，合成的Zr-LMOF材料在水中可保持结构稳定，能用于水溶液中有机磷农药的快速、灵敏检测。

基于高价态金属离子与有机配体形成的配位键会更强，且疏水性有机配体能阻隔水分子进入金属-有机骨架化合物材料，利用高价态金属离子四价锆离子(Zr⁴⁺)与疏水性有机配体1,2,4,5-四(4-羧苯基)苯(H₄TCPB)配位结合，并以苯甲酸(benzoic acid)作为结构调节剂，调控Zr-LMOF晶体材料结构形貌，形成了水中稳定、荧光强度高、长度约为1μm、宽度约为30nm的棒状Zr-LMOF材料，使Zr-LMOF材料兼具光致发光和高吸附性能，提高了其快速检测水溶液中有机磷农药的稳定性和灵敏度。

本发明采用的技术方案如下：

一、一种基于水中稳定的荧光金属-有机骨架化合物的制备方法

包括以下步骤：