双金属发光中心有机材料在阳离子检测中的应用的制作方法

[0001]
本发明涉及一种双金属发光中心有机材料在阳离子检测中的应用。


背景技术：

[0002]
随着现代经济的快速发展，金属离子的过量排放对人类生活的环境带来了前所未有的挑战。用金属污染的的河水灌溉农田，不但会导致地下水和粮食谷物受到污染，而且金属离子通过食物链进入人体内部并逐渐累积会造成慢性中毒，甚至危及生命。因此，含有过量金属离子的工业废水的排放对生态环境、动植物和人体健康造成严重的危害。目前针对金属离子的检测方法如原子吸收分光光度法和电化学方法一般需要复杂的预处理过程，存在灵敏度不高、仪器笨重、价格昂贵、检测速度慢等缺点。荧光传感技术因具有高效、易操作和可实时在线测定等特点成为近年来蓬勃发展的快速检测金属离子的方法，具有广阔的应用前景。
[0003]
荧光传感技术的检测机制是基于目标分析物出现前后，荧光传感材料的荧光强度、荧光光谱形状、激发态寿命以及荧光偏振或荧光各向异性等基本光物理性质的改变这一原理来实现对目标物质的检测。发光金属有机骨架材料是近几年新兴的一类荧光传感材料，该材料具有选择性和灵敏度高、响应时间快、可操作性和重复性好等优点，已被证明是检测环境污染的一种有效方法。其中双金属发光中心有机材料由于具备过度金属离子和稀土金属离子双发射中心的特点，因此具有良好的发光特性，成为近几年来在荧光传感领域的研究热点。
[0004]
双金属发光中心有机材料不仅丰富了结构和孔道的性质，而且实现从单金属发光中心到双金属发光中心的跨越。克服了单参量(单一强度、波长位移、寿命等)探测的缺点，在检测和识别金属离子上具有更优越的传感能力、更大的检测范围和更高的信噪比，是一类潜在的阳离子检测材料。基于以上分析，我们探究了以5-((4-羧基苯基)甲酰氨基)噻吩-2-羧酸为有机配体，与过度金属离子锌合成了过渡金属zn-mof，并基于zn-mof的基础上封装稀土金属离子铕从而得到双发光金属有机骨架eu
3+
@zn-mof，并研究敏化前后eu
3+
@zn-mof在阳离子检测中的应用。


技术实现要素：

[0005]
本发明的目的在于提供一种双金属发光中心的金属有机骨架，研究其在阳离子检测中的应用，为实现环境中阳离子快速、简便和灵敏地检测提供理论基础。
[0006]
为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：
[0007]
本发明采用溶剂热法，5-((4-羧基苯基)甲酰氨基)噻吩-2-羧酸为有机配体与金属离子锌和铕制备了eu
3+
@zn-mof，其具体制备过程为：
[0008]
将zn(no
3
)
2
·
6h
2
o(0.0297g，0.1mmol)、5-((4-羧基苯基)甲酰氨基)噻吩-2-羧酸(0.029g，0.1mmol)、n，n-二甲基甲酰胺(2ml)和蒸馏水(3ml)混合后，混合后置于内衬为聚四氟乙烯的密闭不锈钢反应釜中，在85℃下恒温反应72h，然后冷却至室温，过滤得到的无
色透明长条片状晶体zn-mof。将zn-mof(3mg)浸入eu(no
3
)
3
·
6h
2
o水溶液(10-2
m)中超声，静置48h，过滤冲洗得到具有双金属发光中心的材料eu
3+
@zn-mof。
[0009]
采用以上方法制备了一种双金属发光中心的有机材料。
[0010]
附图12为本发明的双金属发光中心的有机材料对金属阳离子盐m(no
3
)x(x＝fe
3+
，ag
+
，ba
2+
，ca
2+
，cd
2+
，co
2+
，li
+
，mg
2+
，na
+
，ni
+
，zn
2+
)的荧光淬灭对比图，从图中可直观地看出各种阳离子均可使本发明的材料呈现一定荧光淬灭效果，其中fe
3+
使本材料的荧光淬灭效果最为显著。当阳离子存在时，由于被分析物提供电子的能力不同或者与eu
3+
@zn-mof相互作用强弱的不同，就会引起该材料荧光信号等发生变化，因此可以实现对不同阳离子的检测。
[0011]
本发明的双金属发光中心有机材料快速检测各酚类化合物的方法为：以fe
3+
的检测为例进行说明：首先测定fe
3+
不存在时传感材料的荧光强度f
0
，然后加入梯度物质的量的fe
3+
，测定加入fe
3+
时传感材料的荧光强度f，绘制出荧光强度随被分析物的物质的量变化的标准工作曲线，见附1。当fe
3+
的量增大至2μmol时该传感材料的荧光强度可淬灭67.09％(618nm)和65.29％(452nm)。目前尚未见到有文献或者专利利用此材料检测环境中fe
3+
。
[0012]
同理ag
+
，ba
2+
，ca
2+
，cd
2+
，co
2+
，li
+
，mg
2+
，na
+
，ni
+
，zn
2+
的检测效果见附图。
[0013]
这充分说明了本发明所提供的荧光传感材料可用于痕量阳离子的检测。
[0014]
本发明所提供的双金属发光中心有机材料的应用具有如下特点：
[0015]
1.本发明所述的双金属发光中心有机材料的制备方法简单、稳定性好。
[0016]
2.合成的双金属发光中心有机材料的检测结果说明对fe
3+
，ag
+
，ba
2+
，ca
2+
，cd
2+
，co
2+
，li
+
，mg
2+
，na
+
，ni
+
，zn
2+
具有一定的荧光传感作用，其中fe
3+
效果最为显著，可用于环境中阳离子的检测。
[0017]
3.合成的双金属发光中心有机材料在fe
3+
，ag
+
，ba
2+
，ca
2+
，cd
2+
，co
2+
，li
+
，mg
2+
，na
+
，ni
+
，zn
2+
的检测方面具有快速、简便、灵敏等优点。
[0018]
综上所述，本发明提供了一种通过过度金属和稀土金属构筑的双金属发光中心有机材料发光强度的变化来检测被分析物的一种方法，并且对不同的阳离子荧光强度表现出了不同的变化。因此，此材料在阳离子和环境检测等方面具有潜在的应用前景。
附图说明
[0019]
图1为所合成的双金属发光中心有机材料对不同物质的量的fe
3+
的荧光响应图；
[0020]
图2为所合成的双金属发光中心有机材料对不同物质的量的ag
+
的荧光响应图；
[0021]
图3为所合成的双金属发光中心有机材料对不同物质的量的ba
2+
的荧光响应图；
[0022]
图4为所合成的双金属发光中心有机材料对不同物质的量的ca
2+
的荧光响应图；
[0023]
图5为所合成的双金属发光中心有机材料对不同物质的量的cd
2+
的荧光响应图；
[0024]
图6为所合成的双金属发光中心有机材料对不同物质的量的co
2+
的荧光响应图；
[0025]
图7为所合成的双金属发光中心有机材料对不同物质的量的li
+
的荧光响应图；
[0026]
图8为所合成的双金属发光中心有机材料对不同物质的量的mg
2+
的荧光响应图；
[0027]
图9为所合成的双金属发光中心有机材料对不同物质的量的na
+
的荧光响应图；
[0028]
图10为所合成的双金属发光中心有机材料对不同物质的量的ni
+
的荧光响应图；
[0029]
图11为所合成的双金属发光中心有机材料对不同物质的量的zn
2+
的荧光响应图；
[0030]
图12为所合成的双金属发光中心有机材料对不同阳离子荧光淬灭效果柱形图；
具体实施方式
[0031]
下面通过具体实施例对本发明进行进一步的阐述，但并非对本发明保护范围的限制，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。
[0032]
实施例1双金属发光中心有机材料的合成：
[0033]
将zn(no
3
)
2
·
6h
2
o(0.0297g，0.1mmol)、5-((4-羧基苯基)甲酰氨基)噻吩-2-羧酸(0.029g，0.1mmol)、n，n-二甲基甲酰胺(2ml)和蒸馏水(3ml)混合后，混合后置于内衬为聚四氟乙烯的密闭不锈钢反应釜中，在85℃下恒温反应72h，然后冷却至室温，过滤得到分子式为的无色透明长条片状晶体zn-mof。将zn-mof(3mg)浸入eu(no
3
)
3
·
6h
2
o水溶液(10-2
m)中超声，静置48h，过滤冲洗得到具有双金属发光中心的材料eu
3+
@zn-mof。
[0034]
实施例2(fe
3+
传感)，过程如下：
[0035]
首先测定fe
3+
不存在时传感材料的荧光强度f
0
，然后加入梯度物质的量的fe
3+
(0.0μmol、0.2μmol、0.4μmol、0.6μmol、0.8μmol、1.0μmol、1.2μmol、1.4μmol、1.6μmol、1.8μmol、2.0μmol)，测定不同物质的量fe
3+
存在时传感材料的荧光强度f，绘制出荧光强度f随fe
3+
物质的量变化的曲线，见图1。测试结果表明，其荧光强度随着fe
3+
物质的量的不断增加而逐渐减小；在加入fe
3+
物质的量达到2.0μmol时，淬灭程度达到了67.09％(618nm)和65.29％(452nm)，可见此传感材料对fe
3+
的传感效果比较明显。
[0036]
实施例3(ag
+
传感)，过程如下：
[0037]
首先测定ag
+
不存在时传感材料的荧光强度f
0
，然后加入梯度物质量的ag
+
(0.0μmol、0.2μmol、0.4μmol、0.6μmol、0.8μmol、1.0μmol、1.2μmol、1.4μmol、1.6μmol、1.8μmol、2.0μmol)，测定不同物质的量ag
+
存在时传感材料的荧光强度f，绘制出荧光强度f随ag
+
物质的量变化的曲线，见图2。测试结果表明，其荧光强度随着ag
+
物质的量不断增加而逐渐减小；在加入ag
+
物质的量达到2.0μmol时，淬灭程度为5.92％(618nm)和1.12％(452nm)。
[0038]
实施例4(ba
2+
传感)，过程如下：
[0039]
首先测定ba
2+
不存在时传感材料的荧光强度f
0
，然后加入梯度物质的量的ba
2+
(0.0μmol、0.2μmol、0.4μmol、0.6μmol、0.8μmol、1.0μmol、1.2μmol、1.4μmol、1.6μmol、1.8μmol、2.0μmol)，测定不同物质的量ba
2+
存在时传感材料的荧光强度f，绘制出荧光强度f随ba
2+
物质的量变化的曲线，见图3。测试结果表明，其荧光强度随着ba
2+
物质的量不断增加而逐渐减小；在加入ba
2+
物质的量达到2.0μmol时，淬灭程度为9.88％(618nm)和10.99％(452nm)。
[0040]
实施例5(ca
2+
传感)，过程如下：
[0041]
首先测定ca
2+
不存在时传感材料的荧光强度f
0
，然后加入梯度物质量的ca
2+
(0.0μmol、0.2μmol、0.4μmol、0.6μmol、0.8μmol、1.0μmol、1.2μmol、1.4μmol、1.6μmol、1.8μmol、2.0μmol)，测定不同物质的量ca
2+
存在时传感材料的荧光强度f，绘制出荧光强度f随ca
2+
物质的量变化的曲线，见图4。测试结果表明，其荧光强度随着ca
2+
物质的量不断增加而逐渐减小；在加入ca
2+
物质的量达到2.0μmol时，淬灭程度为7.72％(618nm)和7.62％(452nm)。
[0042]
实施例6(cd
2+
传感)，过程如下：
[0043]
首先测定cd
2+
不存在时传感材料的荧光强度f
0
，然后加入梯度物质量的cd
2+
(0.0μ
mol、0.2μmol、0.4μmol、0.6μmol、0.8μmol、1.0μmol、1.2μmol、1.4μmol、1.6μmol、1.8μmol、2.0μmol)，测定不同物质的量cd
2+
存在时传感材料的荧光强度f，绘制出荧光强度f随cd
2+
物质的量变化的曲线，见图5。测试结果表明，其荧光强度随着cd
2+
的量不断增加而逐渐减小；在加入cd
2+
物质的量达到2.0μmol时，淬灭程度为5.52％(618nm)和3.55％(452nm)。
[0044]
实施例7(co
2+
传感)，过程如下：
[0045]
首先测定co
2+
不存在时传感材料的荧光强度f
0
，然后加入梯度物质量的co
2+
(0.0μmol、0.2μmol、0.4μmol、0.6μmol、0.8μmol、1.0μmol、1.2μmol、1.4μmol、1.6μmol、1.8μmol、2.0μmol)，测定不同物质的量co
2+
存在时传感材料的荧光强度f，绘制出荧光强度f随co
2+
物质的量变化的曲线，见图6。测试结果表明，其荧光强度随着co
2+
的量不断增加而逐渐减小；在加入co
2+
物质的量达到2.0μmol时，淬灭程度为9.37％(618nm)和3.06％(452nm)。
[0046]
实施例8(li
+
传感)，过程如下：
[0047]
首先测定li
+
不存在时传感材料的荧光强度f
0
，然后加入梯度物质量的li
+
(0.0μmol、0.2μmol、0.4μmol、0.6μmol、0.8μmol、1.0μmol、1.2μmol、1.4μmol、1.6μmol、1.8μmol、2.0μmol)，测定不同物质的量li
+
存在时传感材料的荧光强度f，绘制出荧光强度f随li
+
物质的量变化的曲线，见图7。测试结果表明，其荧光强度随着li
+
的量不断增加而逐渐减小；在加入li
+
物质的量达到2.0μmol时，淬灭程度为5.11％(618nm)和2.52％(452nm)。
[0048]
实施例9(mg
2+
传感)，过程如下：
[0049]
首先测定mg
2+
不存在时传感材料的荧光强度f
0
，然后加入梯度物质量的mg
2+
(0.0μmol、0.2μmol、0.4μmol、0.6μmol、0.8μmol、1.0μmol、1.2μmol、1.4μmol、1.6μmol、1.8μmol、2.0μmol)，测定不同物质的量mg
2+
存在时传感材料的荧光强度f，绘制出荧光强度f随mg
2+
物质的量变化的曲线，见图8。测试结果表明，其荧光强度随着mg
2+
的量不断增加而逐渐减小；在加入mg
2+
物质的量达到2.0μmol时，淬灭程度为3.03％(618nm)和0.89％(452nm)。
[0050]
实施例10(na
+
传感)，过程如下：
[0051]
首先测定na
+
不存在时传感材料的荧光强度f
0
，然后加入梯度物质量的na
+
(0.0μmol、0.2μmol、0.4μmol、0.6μmol、0.8μmol、1.0μmol、1.2μmol、1.4μmol、1.6μmol、1.8μmol、2.0μmol)，测定不同物质的量na
+
存在时传感材料的荧光强度f，绘制出荧光强度f随na
+
物质的量变化的曲线，见图9。测试结果表明，其荧光强度随着na
+
的量不断增加而逐渐减小；在加入na
+
物质的量达到2.0μmol时，淬灭程度为7.21％(618nm)和16.67％(452nm)。
[0052]
实施例11(ni
+
传感)，过程如下：
[0053]
首先测定ni
+
不存在时传感材料的荧光强度f
0
，然后加入梯度物质量的ni
+
(0.0μmol、0.2μmol、0.4μmol、0.6μmol、0.8μmol、1.0μmol、1.2μmol、1.4μmol、1.6μmol、1.8μmol、2.0μmol)，测定不同物质的量ni
+
存在时传感材料的荧光强度f，绘制出荧光强度f随ni
+
物质的量变化的曲线，见图10。测试结果表明，其荧光强度随着ni
+
的量不断增加而逐渐减小；在加入ni
+
物质的量达到2.0μmol时，淬灭程度为6.41％(618nm)和3.31％(452nm)。
[0054]
实施例12(zn
2+
传感)，过程如下：
[0055]
首先测定zn
2+
不存在时传感材料的荧光强度f
0
，然后加入梯度物质量的zn
2+
(0.0μmol、0.2μmol、0.4μmol、0.6μmol、0.8μmol、1.0μmol、1.2μmol、1.4μmol、1.6μmol、1.8μmol、2.0μmol)，测定不同物质的量zn
2+
存在时传感材料的荧光强度f，绘制出荧光强度f随zn
2+
物质的量变化的曲线，见图11。测试结果表明，其荧光强度随着zn
2+
的量不断增加而逐渐减小；
在加入zn
2+
物质的量达到2.0μmol时，淬灭程度为5.43％(618nm)和0.25％(452nm)。
[0056]
实施例13：
[0057]
所合成的双金属发光中心有机材料对不同阳离子荧光响应柱形对比图，见图12。从图中我们可以看出，此传感材料对阳离子有传感作用，尤其对fe
3+
的传感效果最佳，可见此传感材料对阳离子的检测具有很好的灵敏性。

起点商标作为专业知识产权交易平台，可以帮助大家解决很多问题，如果大家想要了解更多知产交易信息请点击 【在线咨询】或添加微信 【19522093243】与客服一对一沟通，为大家解决相关问题。

此文章来源于网络,如有侵权,请联系删除