[发明专利]正八面体状金属有机框架纳米材料及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种正八面体状金属有机框架（NH₂‑MIL‑53(Al)）纳米材料的制备方法及应用，具体为：在十二烷基硫酸钠调控下，将六水合氯化铝和2‑氨基对苯二甲酸进行络合反应得到金属有机框架材料NH₂‑MIL‑53(Al)；将NH₂‑MIL‑53(Al)进行洗涤、真空干燥后，研磨得到正八面体状金属有机框架纳米材料。将该正八面体状金属有机框架纳米材料应用于对六溴环十二烷的高灵敏荧光检测探针，0.01 mg/mL荧光探针对六溴环十二烷的荧光检出限为1.0×10^‑6 mol/L，线性范围1.0×10^‑6~1.0×10^‑4 mol/L（R²=0.9386）。

技术领域

本发明属于金属有机框架材料技术领域，具体涉及一种正八面体状金属有机框架（NH₂-MIL-53(Al)）纳米材料及其制备方法和应用。

背景技术

金属有机框架材料作为一种被广泛研究的有机无机复合材料，具有诸多独特的物理化学性质，如高比表面，可调控活性位点以及便于修饰等。其中，MIL-53是一种以铝离子为金属中心、对苯二甲酸为配体的金属有机框架材料，经氨基修饰后，可得到正八面体状金属有机框架（NH₂-MIL-53(Al)）纳米材料，该材料通过氨基的增色效应，可呈现出强的紫外吸收与荧光发射效应，在荧光检测检测领域有较高地应用前景。

六溴环十二烷（HBCDs）是一种应用于人造纤维、合成橡胶和塑料中的白色结晶，是目前被广泛应用的含溴阻燃剂之一。HBCDs经一系列的毒理学实验证明，其具有较高的生物聚集效应，对生物体具有极高的致畸性、致癌性。此外，HBCDs具有一定的结构稳定性，在自然环境下难以被降解，属于持久性有机污染物（POPs），目前已经被加入到《斯德哥尔摩公约》禁用化学制品名单中。

迄今，检测HBCDs的主要手段为色谱法，但色谱法存在操作复杂，对仪器设备要求较高等缺陷，尚未见以荧光探针为检测方法的相关报道。因此，开发出HBCDs的荧光检测材料和与浓度相关的荧光检测材料，有较高的创新性和应用价值。

发明内容

本发明的目的在于提供一种正八面体状金属有机框架（NH₂-MIL-53(Al)）纳米材料的制备方法及应用，以解决上述背景技术中所涉及的问题，本发明制得的NH₂-MIL-53(Al)纳米材料为正八面体三维结构，具有较高的荧光效率，在不同浓度下体现出对六溴环十二烷的高灵敏荧光检测性能。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：

用于六溴环十二烷荧光检测的正八面体状金属有机框架（NH₂-MIL-53(Al)）纳米材料的制备方法，包括以下步骤：

（1）将六水合氯化铝和十二烷基硫酸钠溶于溶剂中，搅拌30 min，得到溶液A；

（2）将2-氨基对苯二甲酸和十二烷基硫酸钠溶于溶剂中，搅拌30 min，得到溶液B；

（3）将步骤（2）所得溶液B用分液漏斗以两秒每滴的速度加入到溶液A中，在25 ℃下搅拌30 min后，于150 ℃下进行络合反应，反应后得到的沉淀物用N,N-二甲基甲酰胺和乙醇各洗涤三次；

（4）将步骤（3）洗涤后的沉淀物置于60 ℃真空干燥箱中干燥24 h，再用研钵研磨，即得到正八面体状金属有机框架（NH₂-MIL-53(Al)）纳米材料。

进一步地，步骤（1）中的溶剂为N,N-二甲基甲酰胺。

进一步地，步骤（2）中的溶剂为N,N-二甲基甲酰胺。

进一步地，步骤（2）中的2-氨基对苯二甲酸与步骤（1）中的六水合氯化铝用量的摩尔比为1:1。