[发明专利]一种基于锆基金属有机框架材料、制备及其在硝基呋喃类抗生素处理中的应用

说明书

本发明属于金属有机骨架材料技术领域，具体涉及一种锆基金属有机框架材料的制备及其对水体硝基呋喃类抗生素的检测及吸附应用。本发明基于反式‑4,4’‑二苯乙烯二羧酸和氯化锆合成同时具有检测和吸附抗生素的双功能UiO系列金属有机框架—Zr‑fcu‑sti，能够实现低检出限，高选择性的荧光检测和快速，高吸附量的吸附去除水体硝基呋喃类抗生素。

技术领域

本发明属于金属有机骨架材料技术领域，具体涉及一种锆基金属有机框架材料的制备及其对水体污染物-硝基呋喃类抗生素检测及治理应用。

背景技术

目前，畜禽和医疗领域滥用抗生素的现象普遍存在，进而导致其在各类水体、土壤和底泥中不断富集。一方面，抗生素本身的毒副作用可能导致人类出现遗传性遗传缺陷、免疫力下降、各种癌症和过敏反应等；另一方面，长期存在于自然环境中的抗生素可能会导致细菌产生严重的耐药性，严重影响生态系统及威胁微生态平衡和人类健康。

金属有机框架(简称：MOF)是由有机配体和金属离子或团簇通过配位键自组装形成的具有分子内孔隙的有机-无机杂化材料。由于其高孔隙率，其在污染物吸附方面具有巨大的应用潜力。此外，无机金属离子、有机配体或者某些客体分子能提供丰富的荧光发射平台，赋予探针优异的荧光性质和丰富的设计策略，近十年来，基于金属有机框架材料的荧光探针逐渐成为研究的热点之一。因此，金属有机框架材料为实现环境抗生素的检测和吸附提供了可能性。

尽管如此，实现水体环境抗生素的检测和吸附，需要材料具有较好的水稳定性。虽然大多数金属有机框架材料在水中不够稳定，但据报道，由于高价的Zr(Ⅳ)可以与羧基之间发生强烈的相互作用，Zr-MOF，包括UiO，CAU和PCN等系列，通常具有相对较好的的水稳定性。这其中，UiO系列的金属有机框架材料具有明显的水稳定性。已有报道UiO-67/68及其改性产物可在水介质中实现诸多应用，如UiO-68-PT在水介质中检测HClO，蒽修饰的UiO-67在水介质中检测精氨酸，UiO-67在水介质中吸附卡马西平和有机磷农药等。目前，虽然已经报道了3例水稳定的双功能的Zr-MOF(BUT-12/13和PCN-128Y)(见参考文献1，2)，但未见UiO系列同时具有检测和吸附抗生素的双功能金属有机框架相关报道。

参考文献：

[1].Wang Bin,Lv Xiuliang,Feng Dawei,Xie Linhua,Zhang Jian,Li Ming,XieYabo,Li Jianrong,Zhou Hongcai.Highly Stable Zr(IV)-Based Metal-OrganicFrameworks for the Detection and Removal of Antibiotics and OrganicExplosives in Water[J].J.Am.Chem.Soc.2016,138,6204-6216.

[2].Zhou You,Yang Qian,Zhang Denan,Gan Ning,Li Qiuping,CuanJing.Detection and removal of antibiotic tetracycline in water with a highlystable luminescent MOF[J].Sens.Actuators,B.,2018,262,137-143.

发明内容

基于以上背景，本发明基于易得的，商业化的有机配体—反式-4,4’-二苯乙烯二羧酸和氯化锆合成UiO系列金属有机框架—Zr-fcu-sti，作为检测和吸附抗生素的平台，实现了对水体硝基呋喃类抗生素分子的高灵敏，高选择性的荧光定性定量检测和快速，高吸附量的吸附去除。