[发明专利]一种用于检测重铬酸根的Zr基金属有机框架及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种用于检测重铬酸根的Zr基金属有机框架及其制备方法和应用，所述Zr基金属有机框架的制备方法为：将锆盐溶解在有机溶剂中，之后将四[4‑(4'‑羧基苯基)苯基]乙烯溶解在上述溶液中，再加入反应调节剂和去离子水通过溶剂热反应得到反应液，反应液经过后处理得到的产物即为Zr基金属有机框架（Zr‑MOFs）。本发明制备的Zr基金属有机框架合成方法简单、稳定性好、荧光性能强，可用于水溶液中重铬酸根离子的检测。该金属有机框架对重铬酸根离子具有快速响应、灵敏度高、抗干扰能力强、检测限低等优点，具备较好的实用价值。

技术领域

本发明涉及金属有机骨架的合成及荧光传感领域，具体涉及一种用于检测重铬酸根的Zr基金属有机框架及其制备方法和应用。

背景技术

金属有机框架材料（metal-organic frameworks，MOFs），由金属离子或金属族与有机配体通过自组装形式构筑而成具有周期性网络结构的晶态多孔材料。具有超高比表面积、极大的孔隙度和丰富的活性位点，而且由于金属和配体选择的多样性，还具有结构及功能丰富可调、孔道多样等特点，已在气体分离和存储、催化、能源、生物医学、化学传感等方面显示出巨大的应用前景。在荧光传感领域金属有机框架的发光可分为有机配体发光、镧系发光、电荷转移发光、客体诱导发光等，通过合理选择有机配体及金属中心可以构筑出“开-关”型、“关-开”型、比率型三类荧光探针，所以可通过不同需求设计不同种类的荧光探针。并且金属有机框架具备一定的吸附富集能力，使其具备更低的检测限从而展现出优异的检测性能。故金属有机框架材料在荧光传感领域极具应用价值。

铬是一种人体必需的微量元素，参与肌体的糖代谢和脂代谢过程。铬的化合价常见为+2、+3、+6，其中三价的铬是对人体有益的元素，而六价铬是有毒的，六价铬的毒性是三价铬的100倍。六价铬以重铬酸盐及铬酸盐的形式存在，主要来自于木材防腐、矿石冶炼、皮革鞣制、颜料制备等生产制备过程。随着人们生活水平的提高，对生命健康的关注度越来越大，所以对重铬酸根离子的检测非常重要。就目前而言对重铬酸根离子的检测方法有火焰原子吸收法、氧化还原滴定法、分光光度法等，这些方法都具有一定的局限性如操作繁琐、设备昂贵等。所以开发一种操作简便、快速检测、灵敏度高的方法用于重铬酸根离子的检测非常必要。

发明内容

针对现有技术存在的上述技术问题，本发明的目的在于提供一种用于检测重铬酸根的Zr基金属有机框架及其制备方法和应用，本发明的Zr基金属有机框架具有在水溶液中分散性能好、化学稳定性高、抗干扰能力强、合成方法简便、能快速检测重铬酸根离子等优点。

所述的一种用于检测重铬酸根的Zr基金属有机框架的制备方法，包括以下步骤：将锆盐溶解于有机溶剂中，之后将四[4-(4'-羧基苯基)苯基]乙烯溶解在上述溶液中，锆盐与四[4-(4'-羧基苯基)苯基]乙烯摩尔比为6~8:1，再加入反应调节剂和去离子水通过溶剂热反应得到反应液，反应液经过后处理得到的产物即为Zr基金属有机框架Zr-MOFs。

进一步地，锆盐在有机溶剂中的浓度是10~30mg/mL，优选为15~20mg/mL。

进一步地，所述有机溶剂为N,N-二甲基甲酰胺。

进一步地，所述反应调节剂为甲酸或乙酸，优选为乙酸；所述反应调节剂与有机溶剂的体积比为8~14:100，优选为9~12:100；所述去离子水与有机溶剂体积比为1:10~50，优选为1:15~40。

进一步地，溶剂热反应的温度为100-140℃，优选120-130℃，反应时间为20-48小时，优选22-28小时。

进一步地，所述反应液经过后处理的方式为：将反应液离心所得初产物用N,N-二甲基甲酰胺浸泡2~5小时，通过离心去掉浸泡液，重复2~4次；随后用丙酮交换，每隔12小时更换一次丙酮，重复2~3天；之后通过离心去除交换液并干燥。

本发明所述的一种用于检测重铬酸根的Zr基金属有机框架在作为荧光探针检测重铬酸根离子浓度的应用，应用方法包括以下步骤：