一技術(shù)領域

本發(fā)明涉及有毒陰離子探測材料的制備，具體涉及一種具有選擇性探測重鉻酸根離子(cr2o7^2-)的發(fā)光晶體材料{[zn(2,5-tdc)(3-abit)]·h2o}n[2,5-tdc＝2,5-噻吩二羧酸；3-abit＝4-氨基-3,5-二(咪唑甲基)-1,2,4-三氮唑]的制備。

二

背景技術(shù)：

隨著現(xiàn)代社會以及工業(yè)化的快速發(fā)展，人們的生活發(fā)生了巨大改變，但同時也產(chǎn)生了大量的污染物，并排放到環(huán)境水體中，這對人類健康以及環(huán)境造成了重大危害。在眾多的污染物中，重鉻酸根離子是一種危害較大的污染物。雖然在工業(yè)中重鉻酸根離子是一種重要的氧化劑，但它對人類健康存在致癌的威脅，因此探測重鉻酸根離子對人類健康和環(huán)境具有極其重要的意義。由于儀器技術(shù)的發(fā)展，許多新的儀器方法如質(zhì)譜、表面增強拉曼光譜、中子活化分析、離子遷移譜、能量色散x射線衍射和等離子體質(zhì)譜等已用于探測污染物，然而這些技術(shù)因成本較高、操作復雜等問題使其應用受到一定的限制。因此，開發(fā)一種快速響應且低成本的技術(shù)已成為當前研究的重點。在這方面，基于熒光化學傳感器的方法可能具有廣闊的應用前景，特別是基于熒光含氮雜環(huán)類配位聚合物，由于其合成簡便、成本低廉、快速靈敏等優(yōu)點，引起了科研工作者的注意。例如文獻inorg.chem.,2016,55,3952-3959和daltontrans.,2016,45,15492-15499就報道了具有重鉻酸根離子探測性能的發(fā)光配位化合物。

三

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種具有選擇性探測重鉻酸根離子的發(fā)光晶體材料{[zn(2,5-tdc)(3-abit)]·h2o}n的制備。

所述晶體材料，其特征在于其化學式為{[zn(2,5-tdc)(3-abit)]·h2o}n。所述晶體材料結(jié)構(gòu)如圖1所示，是由四連接的zn與兩種橋聯(lián)配體2,5-tdc、3-abit構(gòu)造而成的一種二維單節(jié)點4-連接的網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)。

實現(xiàn)本發(fā)明包括以下步驟：

1.1將4-氨基-3,5-二(咪唑甲基)-1,2,4-三氮唑(3-abit)和乙酸鋅加入到水溶液中攪拌制得穩(wěn)定懸浮液；

1.2將2,5-噻吩二羧酸(2,5-tdc)加入到步驟1.1制得的懸浮液中攪拌制得穩(wěn)定懸浮液；

1.3將步驟1.2中制得的懸浮液置于密閉的聚四氟乙烯反應釜中加熱反應后緩慢降溫至室溫，產(chǎn)物經(jīng)過濾、洗滌、干燥即得到發(fā)光晶體材料{[zn(2,5-tdc)(3-abit)]·h2o}n。

本發(fā)明一種具有選擇性探測重鉻酸根離子的發(fā)光晶體材料的制備中，反應起始物乙酸鋅，2,5-噻吩二羧酸，4-氨基-3,5-二(咪唑甲基)-1,2,4-三氮唑的摩爾比為1:0.5～1:0.5～1。

本發(fā)明一種具有選擇性探測重鉻酸根離子的發(fā)光晶體材料的制備中，0.1mmol乙酸鋅所需反應溶液水的體積范圍為8～12ml。

本發(fā)明一種具有選擇性探測重鉻酸根離子的發(fā)光晶體材料的制備中，加熱反應的溫度范圍為160～180℃。

本發(fā)明一種具有選擇性探測重鉻酸根離子的發(fā)光晶體材料的制備中，加熱反應的時間為70～75h。

本發(fā)明一種具有選擇性探測重鉻酸根離子的發(fā)光晶體材料的制備中，反應降溫速率為2～5℃/h。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其顯著優(yōu)點為：(1)合成路線簡單、工藝條件溫和、容易控制；(2)合成的原料易得；(3)晶體材料體積大且質(zhì)量好；(4)材料的選擇性探測重鉻酸根離子離子性能好；(5)材料的化學、光學穩(wěn)定性好。

四附圖說明

圖1：晶體材料{[zn(2,5-tdc)(3-abit)]·h2o}n的二維結(jié)構(gòu)圖。

圖2：1mg晶體材料{[zn(2,5-tdc)(3-abit)]·h2o}n在3ml不同陰離子的水溶液(0.01摩爾/升)中的熒光光譜圖(激發(fā)光波長350nm)以及對應的熒光強度柱形圖。

本發(fā)明所制備的晶體材料{[zn(2,5-tdc)(3-abit)]·h2o}n，對重鉻酸根離子具有選擇性的探測效果，其熒光強度發(fā)生明顯的淬滅效果，而其它陽離子的熒光強度則沒有發(fā)生明顯的變化。

圖3：所制備的晶體材料{[zn(2,5-tdc)(3-abit)]·h2o}n的粉末x-射線衍射譜圖。

本發(fā)明所制備的晶體材料{[zn(2,5-tdc)(3-abit)]·h2o}n的粉末x-射線衍射衍射圖樣與理論計算的x-射線衍射圖樣基本相一致，說明本發(fā)明所制備的晶體材料{[zn(2,5-tdc)(3-abit)]·h2o}n具有很高的純度。

五具體實施方式

實施例1：本發(fā)明一種具有選擇性探測重鉻酸根離子的發(fā)光晶體材料的制備，包括以下步驟：

第一步，將0.05mmol的4-氨基-3,5-二(咪唑甲基)-1,2,4-三氮唑(3-abit)和0.1mmol的乙酸鋅加入到10ml的水溶液中攪拌制得穩(wěn)定懸浮液；

第二步，將0.1mmol的2,5-噻吩二羧酸(2,5-tdc)加入到第一步中制得的懸浮液中攪拌制得穩(wěn)定懸浮液；

第三步，將第二步中制得的懸浮液置于密閉的聚四氟乙烯反應釜中加熱至170℃反應72h，以3℃/h的速率緩慢降溫后經(jīng)過濾、洗滌、干燥即得到晶體材料{[zn(2,5-tdc)(3-abit)]·h2o}n；

重鉻酸根離子選擇性探測性能測試：把制備的晶體材料(1毫克)加入到體積為3毫升、溶度為0.01摩爾/升的陰離子水溶液中，超聲兩小時制得穩(wěn)定懸浮液。然后在350nm激發(fā)光下測定不同陰離子水溶液的熒光光譜。

實施例2：本發(fā)明一種具有選擇性探測重鉻酸根離子的發(fā)光晶體材料的制備，包括以下步驟：

第一步，將0.05mmol的4-氨基-3,5-二(咪唑甲基)-1,2,4-三氮唑(3-abit)和0.1mmol的乙酸鋅加入到8ml的水溶液中攪拌制得穩(wěn)定懸浮液；

第二步，將0.05mmol的2,5-噻吩二羧酸(2,5-tdc)加入到第一步中制得的懸浮液中攪拌制得穩(wěn)定懸浮液；

第三步，將第二步中制得的懸浮液置于密閉的聚四氟乙烯反應釜中加熱至170℃反應72h，以3℃/h的速率緩慢降溫后經(jīng)過濾、洗滌、干燥即得到晶體材料{[zn(2,5-tdc)(3-abit)]·h2o}n；

重鉻酸根離子選擇性探測性能測試：把制備的晶體材料(1毫克)加入到體積為3毫升、溶度為0.01摩爾/升的陰離子水溶液中，超聲兩小時制得穩(wěn)定懸浮液。然后在350nm激發(fā)光下測定不同陰離子水溶液的熒光光譜。

實施例3：本發(fā)明一種具有選擇性探測重鉻酸根離子的發(fā)光晶體材料的制備，包括以下步驟：

第一步，將0.05mmol的4-氨基-3,5-二(咪唑甲基)-1,2,4-三氮唑(3-abit)和0.1mmol的乙酸鋅加入到10ml的水溶液中攪拌制得穩(wěn)定懸浮液；

第二步，將0.1mmol的2,5-噻吩二羧酸(2,5-tdc)加入到第一步中制得的懸浮液中攪拌制得穩(wěn)定懸浮液；

第三步，將第二步中制得的懸浮液置于密閉的聚四氟乙烯反應釜中加熱至160℃反應75h，以3℃/h的速率緩慢降溫后經(jīng)過濾、洗滌、干燥即得到晶體材料{[zn(2,5-tdc)(3-abit)]·h2o}n；

重鉻酸根離子選擇性探測性能測試：把制備的晶體材料(1毫克)加入到體積為3毫升、溶度為0.01摩爾/升的陰離子水溶液中，超聲兩小時制得穩(wěn)定懸浮液。然后在350nm激發(fā)光下測定不同陰離子水溶液的熒光光譜。

實施例4：本發(fā)明一種具有選擇性探測重鉻酸根離子的發(fā)光晶體材料的制備，包括以下步驟：

第一步，將0.1mmol的4-氨基-3,5-二(咪唑甲基)-1,2,4-三氮唑(3-abit)和0.1mmol的乙酸鋅加入到12ml的水溶液中攪拌制得穩(wěn)定懸浮液；

第二步，將0.1mmol的2,5-噻吩二羧酸(2,5-tdc)加入到第一步中制得的懸浮液中攪拌制得穩(wěn)定懸浮液；

第三步，將第二步中制得的懸浮液置于密閉的聚四氟乙烯反應釜中加熱至180℃反應70h，以3℃/h的速率緩慢降溫后經(jīng)過濾、洗滌、干燥即得到晶體材料{[zn(2,5-tdc)(3-abit)]·h2o}n；

重鉻酸根離子選擇性探測性能測試：把制備的晶體材料(1毫克)加入到體積為3毫升、溶度為0.01摩爾/升的陰離子水溶液中，超聲兩小時制得穩(wěn)定懸浮液。然后在350nm激發(fā)光下測定不同陰離子水溶液的熒光光譜。

實施例5：本發(fā)明一種具有選擇性探測重鉻酸根離子的發(fā)光晶體材料的制備，包括以下步驟：

第一步，將0.05mmol的4-氨基-3,5-二(咪唑甲基)-1,2,4-三氮唑(3-abit)和0.1mmol的乙酸鋅加入到10ml的水溶液中攪拌制得穩(wěn)定懸浮液；

第二步，將0.05mmol的2,5-噻吩二羧酸(2,5-tdc)加入到第一步中制得的懸浮液中攪拌制得穩(wěn)定懸浮液；

第三步，將第二步中制得的懸浮液置于密閉的聚四氟乙烯反應釜中加熱至180℃反應72h，以5℃/h的速率緩慢降溫后經(jīng)過濾、洗滌、干燥即得到晶體材料{[zn(2,5-tdc)(3-abit)]·h2o}n；

重鉻酸根離子選擇性探測性能測試：把制備的晶體材料(1毫克)加入到體積為3毫升、溶度為0.01摩爾/升的陰離子水溶液中，超聲兩小時制得穩(wěn)定懸浮液。然后在350nm激發(fā)光下測定不同陰離子水溶液的熒光光譜。

實施例6：本發(fā)明一種具有選擇性探測重鉻酸根離子的發(fā)光晶體材料的制備，包括以下步驟：

第一步，將0.05mmol的4-氨基-3,5-二(咪唑甲基)-1,2,4-三氮唑(3-abit)和0.1mmol的乙酸鋅加入到8ml的水溶液中攪拌制得穩(wěn)定懸浮液；

第二步，將0.05mmol的2,5-噻吩二羧酸(2,5-tdc)加入到第一步中制得的懸浮液中攪拌制得穩(wěn)定懸浮液；

第三步，將第二步中制得的懸浮液置于密閉的聚四氟乙烯反應釜中加熱至160℃反應75h，以2℃/h的速率緩慢降溫后經(jīng)過濾、洗滌、干燥即得到晶體材料{[zn(2,5-tdc)(3-abit)]·h2o}n；

重鉻酸根離子選擇性探測性能測試：把制備的晶體材料(1毫克)加入到體積為3毫升、溶度為0.01摩爾/升的陰離子水溶液中，超聲兩小時制得穩(wěn)定懸浮液。然后在350nm激發(fā)光下測定不同陰離子水溶液的熒光光譜。