[发明专利]一种巯基银簇配位聚合物、其制备方法及其应用

说明书

本发明公开了一种巯基银簇配位聚合物、其制备方法及其应用，属于纳米材料和配位化学的交叉领域。所述聚合物是以12核银硫簇为结点，双齿有机配体桥联的具有快速、高灵敏乙醇蒸气检测，且稳定性优异的银硫簇基多孔配位聚合物。该化合物的化学式为：[(Ag₁₂(SBu^t)₈(CF₃COO)₄(bpy)₄)]_n，属于四方晶系；空间群为I‑42m。其在空气环境中，对乙醇蒸气具有快速响应、识别的性能，其响应时间小于1 s。在饱和乙醇蒸气下，材料的荧光颜色呈亮黄色，荧光发射峰位置在520 nm，荧光寿命为284 ns，量子产率达到23.3%。这种银硫簇基多孔配位聚合物材料具有快速响应、高灵敏度、稳定性好的优点，在乙醇蒸气检测方面具有很好的应用前景。

技术领域

本发明属于纳米材料和配位化学的交叉领域，具体涉及一种巯基银簇配位聚合物、其制备方法及其在乙醇蒸气检测中的应用。

背景技术

小型化、低成本、安全可靠的乙醇蒸气识别和检测装置具有巨大的商业价值。因为它可以直接应用于汽车和生物燃料工业、酿酒工业，甚至可以帮助执法机关对酒驾司机进行酒精含量检测。显然，开发一种无热源、快速响应、安全可靠的乙醇蒸气检测装置就需要一种新型的检测材料和更安全的检测手段。基于荧光响应的光学乙醇蒸气敏感材料具有高灵敏性、高安全性及超快响应等优点。

多孔配位聚合物是由有机配体连接金属离子或金属簇形成高度有序的晶态多孔材料。而相对于单一金属离子，以多核金属簇为结点并通过有机配体桥联，更易于组装形成具有分子敏感的多孔结构。此外，由于簇基多孔配合物的孔道是由有机配体支撑构筑的，因此可以通过调节有机配体的尺寸来调控孔道的大小，为小分子进入孔道提供足够的空间；另外，有机配体形成的孔道壁使得有机配体完全裸露于孔道中，可对孔道壁进行功能化修饰，进一步提高其吸附性能而提高灵敏性及响应速度。

由于纳米巯基银簇的分子几何构型和有机配体的连接位点均具有较高的可控性，加之其具有优异的光物理和光化学性能，基于巯基银簇多孔配位聚合物在分子敏感材料领域的应用表现出了巨大的前景。

发明内容

本发明目的在于提供基于12核纳米巯基银簇的具有快速、高敏感乙醇蒸气检测性能的多孔簇基配位聚合物及其制备方法，另一目的在于提供其应用。

为实现本发明目的，本发明研发了一种具有快速、高敏感乙醇蒸气检测性能的簇基多孔配位聚合物，所述簇基多孔配位聚合物的化学式是：[(Ag₁₂(SBu^t)₈(CF₃COO)₄(bpy)₄)]_n，属于四方晶系；空间群为I-42m。a,b＝17.3580(4)c＝20.1342(16)V＝6066.4(6)

其中bpy为4,4'-联吡啶，结构简式如下：

该快速、高敏感乙醇蒸气检测材料的制备方法通过如下步骤实现：

将叔丁基硫醇(Bu^tSH)溶于乙腈和乙醇体积比为1:1的混合溶液中，快速搅拌；加入三氟乙酸银(CF₃COOAg)，搅拌至溶液澄清；再加入三氟乙酸(CF₃COOH)将pH调至2–3，最后加入4,4'-联吡啶(bpy)，继续搅拌。反应结束后，将溶液在室温下避光挥发，得晶体，过滤、用乙醇洗涤、室温晾干即可。各反应物的摩尔比范围：Bu^tSH:CF₃COOAg＝1:1～2；Bu^tSH:bpy＝1:1～2。