[发明专利]一种金属有机框架材料及其制备与在快速响应氯化氢气体中的应用

说明书

本发明属于金属有机框架材料的技术领域，公开了一种金属有机框架材料及其制备与在快速响应氯化氢气体中的应用。材料的结构为[M₇(L)₅(NO₃)₂(H₂O)₆]·xSolv，M为锌离子或钴离子；L为4，4′，4″，4″′‑(乙烯‑1，1，2，2‑四基)四苯甲酸；Solv为孔道内吸附的溶剂分子。方法：将4，4′，4″，4″′‑(乙烯‑1，1，2，2‑四基)四苯甲酸与硝酸盐置于溶剂中，反应，获得金属有机框架材料。本发明的材料快速且灵敏的响应氯化氢气体。本发明的材料中M为锌，具有强蓝色固态荧光，M为钴，具有亚铁磁行为；吸附HCl后显示固态荧光的变化或磁性的变化。本发明的材料用于检测氯化氢气体。

技术领域

本发明属于金属有机框架材料的技术领域，具体涉及一种由TPE衍生物构筑形成的金属有机框架材料及其制备方法与应用。本发明的金属有机框架材料用于制备传感器，特别是快速响应氯化氢气体的传感器。本发明的材料与氯化氢气体接触后能够发生荧光或者磁性的变化。

背景技术

目前，传感器越来越多地被应用到社会发展及人类生活的各个领域，例如工业自动化、农业现代化、航天技术、机器人技术、环境监测、医疗诊断、交通运输、智能家居、可穿戴设备等。智能传感器正引起国内外电子信息界的高度重视。金属有机骨架材料(Metalorganic frameworks，MOFs)也称之为多孔配位聚合物(Porous coordination polymer，PCP)，是一类具有周期性网状结构的晶体多孔材料，其作为智能响应探针已经在传感检测金属离子、有机小分子和芳香族炸药等分析物中得到了广泛的应用。然而，MOFs在智能响应具有强极性、腐蚀性及挥发性的酸性气体方面的进展仍然迟滞不前，这归因于传统MOFs具有较低的稳定性及较差的固态荧光性能。

近年来，随着聚集诱导发光(AIE)机理的深入研究，具有AIE性能的化合物逐渐应用于各个领域。TPE衍生物(TPE＝Tetraphenylethylene)作为最常见的具有AIE性能的化合物之一受到了极高的关注。将TPE衍生物作为有机连接子用于构筑合成的具有精确晶体结构且周期性排列的MOFs中不仅能够实现固态荧光性能的提升，同时也进一步促进了MOFs的发光机理研究。然而目前为止，使用TPE衍生物构筑形成的MOFs均为高对称性的结构，在强酸性条件下难以稳定存在。此外，高对称性导致电荷的均匀分布难以实现具有强偶极作用的酸性气体的刺激响应。

发明内容

为了克服现有技术的缺点和不足，本发明的目的是提供一种金属有机框架材料。本发明的金属有机框架材料为多孔晶态材料，金属离子不同时，一种具有强的蓝色固态荧光，一种无荧光。本发明的金属有机框架材料通过荧光的变化或磁性的变化对氯化氢能够实现快速响应。

本发明的另一个目的是提供上述金属有机框架材料(多孔晶态材料)的制备方法。

本发明的再一目的是提供上述金属有机框架材料(多孔晶态材料)的应用。本发明的多孔晶态材料在传感器中应用，特别是作为智能响应氯化氢气体的传感器的应用。本发明的多孔晶态材料对氯化氢气体具有高的选择性。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

一种金属有机框架材料(多孔晶态材料)，其结构为

[M₇(L)₅(NO₃)₂(H₂O)₆]·xSolv

其中，M为锌离子(Zn²⁺)或钴离子(Co²⁺)；

L为TPE衍生物4，4′，4″，4″′-(乙烯-1，1，2，2-四基)四苯甲酸