[发明专利]铬-有机配位超分子、制备方法及其在阳离子检测领域的应用

说明书

本发明涉及重金属先进功能材料领域，具体涉及铬‑有机配位超分子、制备方法及其在阳离子探测领域的应用。铬‑有机配位超分子的化学组成为[Cr(tpc)(HCOO)(OH)](H₂O)₂，其在300℃左右开始分解，有较高的热稳定较，且在水、乙腈、DMF等溶剂中稳定存在，利用上述性质和该超分子的制备方法可用于富集和回收铬离子；该超分子还可作为检测试剂，通过紫外可见分光光度仪探测溶液中Cu²⁺的存在，其在阳离子检测领域具有应用前景。

技术领域

本发明涉及重金属和先进功能材料领域，具体涉及铬-有机配位超分子、制备方法及其在阳离子探测领域的应用。

背景技术

自然界中铬矿约有50余种，主要以铬铁矿FeCr₂O₄形式广泛存在，铬主要用在特种合金、电镀、制革、耐火材料等行业，可生产各种高强度、抗腐蚀、耐高温、耐氧化的特种钢，如不锈钢、耐酸钢、工具钢等，是宇航、汽车、枪炮、导弹、火箭、舰艇等不可缺少的材料。中国铬铁矿储量总保有量约1000万吨，每年消费量80％多依靠进口，因此属于短缺资源。

铬是人和动物所必需的一种微量元素，躯体缺铬可引起动脉粥样硬化症。铬对植物生长有刺激作用，可提高收获量。但如含铬过多，对人和动植物都是有害的，对肝、肾等内脏器官和DNA造成损伤，在人体内蓄积具有致癌性并可能诱发基因突变。

铬污染是最典型的环境污染例子，主要来源于工业部门排放的颜料以及鞣革、橡胶和陶瓷原料，包括劣质化妆品原料、皮革制剂、金属部件镀铬部分等，如2012年调查有9家药厂生产的13个批次药品用胶囊铬超标，被暂停销售和使用。工业废水中的铬主要是三价Cr³⁺化合物，同时排放到自然环境中的三价铬有可能转变成毒性更强比较稳定的水溶性六价铬，但在厌氧条件下可还原为三价铬。

铬污染治理，可用物理、化学、生物法及多技术综合应用等技术，化学治理是重要手段之一，主要通过改变铬的价态，转变为稳定难溶形态，降低铬在土壤环境的可移动性并消除生物活性。

当前，通过简便方法，探究溶液中Cr³⁺离子富集的课题已受到环境、生命、化学等领域科学家们的关注。本发明报道的新型Cr-有机配位超分子，对于环境污染治理、新材料开发与应用等方面都有具积极的意义和价值。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种铬-有机配位超分子[Cr(tpc)(HCOO)(OH)](H₂O)₂，该铬-有机配位超分子可用于阳离子Cu²⁺的检测。

铬-有机配位超分子，其化学组成为[Cr(tpc)(HCOO)(OH)](H₂O)₂，配位结构如式I所示，其中，tpc是Htpc脱去一个质子的组分，Htpc的结构式如式II所示。

优选的，所述铬-有机配位超分子中，每一个铬离子采用六配位的配位方式，其中与一个tpc^-配体上的三个氮原子配位，再与1个氢氧根OH^-和一个甲酸根HCO₂^-配位，所述组成中H₂O没参与配位处于游离态。

本发明还提供了上述铬-有机配位超分子的制备方法，该合成方法简单高效，产率可达72％，合成的样品纯度较高。

上述铬-有机配位超分子的制备方法，其特征在于，以Htpc、CrCl₃、DMF和HNO₃原料，以乙腈和水的混合溶液作为溶剂，采用溶剂热合成法制备。