[发明专利]一种三维In的金属-有机框架材料、制备方法及其应用

说明书

一种三维In的金属‑有机框架材料、制备方法及其应用，属于晶态材料的技术领域。化学分子式为(Me₂NH₂)[In(CPTTA)]，H₄CPTTA为有机配体5'‑(4‑羧苯基)‑[1,1':3',1”‑三联苯]‑3,4”,5‑三羧酸。封闭条件下，5'‑(4‑羧苯基)‑[1,1':3',1”‑三联苯]‑3,4”,5‑三羧酸与硝酸铟在N,N‑二乙基甲酰胺中，经由热反应得到金属‑有机骨架的晶体；两金属‑有机框架材料具优异的荧光性能以及有机溶剂稳定性，可用作多氯联苯的检测材料。

技术领域

本发明属于晶态材料的技术领域，技术涉及金属-有机配位聚合物材料，特别是一种铟(In)的金属-有机框架材料的制备方法及其应用。

背景技术

多氯联苯(PCBs)是一类有毒的人为化合物，属于持续性有机污染物的一种。PCBs作为人类活动的副产物，因其具有环境持久性、生物累积性、远距离迁移性以及毒性大等特点，使得PCBs广泛存在于大气，土壤，水等环境中，并可以通过生物链在生物体内富集，对生物的健康有很大的危害。因此监测及控制环境中的PCBs极为重要。目前，PCBs的检测方法主要依赖于仪器分析。然而，这些方法存在样品前处理复杂、检测成本高、设备昂贵以及需要人员培训等问题。因此，开发一种操作简单、廉价的PCBs的检测方法在环境保护以及食品安全领域具有重要的意义。发光材料因其对外界刺激的会有快速、简单的比色反应在分子识别方面受到广泛关注。发展这种方法面临的主要问题在于荧光材料的选择，这种材料要对被检测分子有敏感作用。作为一类新型的多孔材料，MOFs由于其独特的光学性质、持久的多孔性、大的比表面积以及可调的孔结构等特点，在检测/传感等领域具有潜在的应用。本工作探究了MOF材料在PCBs的检测方面的应用前景。

发明内容

本发明的目的在于提供一种金属-有机框架材料的制备方法及其在多氯联苯的检测方面的应用。

本发明的一种三维In的金属-有机框架材料，其特征在于，化学分子式为(Me₂NH₂)[In(CPTTA)]，CPTTA为有机配体5'-(4-羧苯基)-[1,1':3',1”-三联苯]-3,4”,5-三羧酸。

从骨架连接构筑的角度，该三维金属有机框架材料的晶体结构属于单斜晶系，空间群为P2₁/n，晶胞参数为：晶胞参数为：α＝90°，β＝101.214°，γ＝90°。

在该金属-有机框架中，每个In³⁺离子和4个来自不同配体的羧基的八个氧原子配位，每个配体再与四个In³⁺相连，从而构成了具有3D，双重穿插的框架。材料中存在一种沿a轴的一维孔道，其内可以放入一个直径为的球；从拓扑学角度看，若是将In³⁺和四齿的CPTTA^4-配体分别简化成四连接的节点，那么整个金属-有机框架材料可以简化成4-c连接的网，其点符号为6⁶，属于dia类型的拓扑。

其中有机配体5'-(4-羧苯基)-[1,1':3',1”-三联苯]-3,4”,5-三羧酸(H₄CPTTA)结构式如下所示。

本发明金属-有机骨架材料的合成方法，包括以下步骤：

密封条件下，有机配体5'-(4-羧苯基)-[1,1':3',1”-三联苯]-3,4”,5-三羧酸(H₄CPTTA)与硝酸铟(In(NO₃)₃)在DEF(N,N-二乙基甲酰胺)和四氟硼酸的混合溶液中，经由热反应得到该金属-有机骨架的晶体；分子式中二甲胺阳离子是由DEF分解而产生的。