本發(fā)明屬于陽(yáng)離子檢測(cè)和染料降解領(lǐng)域，具體涉及到一種4，4′-二(2-甲基-1-咪唑基)聯(lián)苯醚(bmiope)和2,5-二羥基對(duì)苯二甲酸(h2dobdc)為配體的鈷配合物的制備及其檢測(cè)二價(jià)銅離子(cu2+)和鈾酰根離子(uo22+)和降解亞甲基藍(lán)染料(mb)的應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、銅元素作為自然界中廣泛存在的重金屬元素，是影響生物體中銅酶蛋白的重要因素，對(duì)人體有重要的生理作用。銅缺乏會(huì)導(dǎo)致貧血、白細(xì)胞減少、中樞神經(jīng)系統(tǒng)退化、低血鐵、低血銅、低血清蛋白綜合征，甚至肝腎損傷等疾病。銅過(guò)量則會(huì)在器官蓄積，引發(fā)記憶力減退、注意力不集中等不良影響。傳統(tǒng)的檢測(cè)銅離子的手段主要是原子吸收法、電化學(xué)傳感法、分光光度法等，這些方法往往操作復(fù)雜，步驟繁瑣，檢測(cè)時(shí)間長(zhǎng)，無(wú)法實(shí)時(shí)得出結(jié)果。所以探索一種能夠快速、方便、準(zhǔn)確檢測(cè)二價(jià)銅離子(cu2+)的技術(shù)具有深遠(yuǎn)的發(fā)展前景。

2、在當(dāng)今核工業(yè)快速發(fā)展的時(shí)代背景下，鈾元素被廣泛使用，而鈾作為能源物質(zhì)，其半衰期可達(dá)4.5×109年，在水中常以二價(jià)鈾酰根離子(uo22+)的形式存在。uo22+離子是一種具有強(qiáng)放射性和強(qiáng)危害性的放射性金屬離子，當(dāng)人體誤食進(jìn)過(guò)量的鈾酰根離子時(shí)，會(huì)導(dǎo)致腎小球細(xì)胞壞死和腎小管管壁萎縮，從而引起腎過(guò)濾血液雜質(zhì)的功能下降。除了危害血液過(guò)濾系統(tǒng)以外，人體中如果堆積過(guò)多的鈾酰根離子，還會(huì)導(dǎo)致呼吸疾病、皮膚疾病、神經(jīng)功能紊亂、染色體損傷、免疫功能下降等病癥。所以探索一種能夠快速、方便、準(zhǔn)確檢測(cè)二價(jià)鈾酰根離子(uo22+)的技術(shù)具有深遠(yuǎn)的發(fā)展前景。

3、我國(guó)是輕工業(yè)大國(guó)，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，紡織業(yè)生產(chǎn)量也在不斷擴(kuò)大，紡織染料的污染規(guī)模也在急劇擴(kuò)大。當(dāng)亞甲基藍(lán)染料廢水處理不達(dá)標(biāo)就排到自然水體中時(shí)，會(huì)由于亞甲基藍(lán)的吸光性，爭(zhēng)搶自然水體中存在的氧氣，導(dǎo)致自然水體會(huì)消耗大量氧氣，從而破壞水體的自?xún)艄δ?，同時(shí)造成水中動(dòng)植物的死亡，破壞自然生態(tài)環(huán)境。除此以外，亞甲基藍(lán)染料廢液中還含有致敏致毒成分，對(duì)于人體具有極大的傷害。而目前傳統(tǒng)的吸附沉淀法處理亞甲基藍(lán)染料廢水過(guò)程復(fù)雜，且處理不夠徹底。所以當(dāng)前亟待尋找一種高效處理亞甲基藍(lán)染料廢水的方法。

4、金屬有機(jī)框架材料是一類(lèi)新型的自組裝無(wú)機(jī)-有機(jī)雜化微孔材料，具有結(jié)構(gòu)多樣、孔隙率高、比表面積大等特點(diǎn)。通過(guò)選用不同的金屬離子和不同結(jié)構(gòu)的有機(jī)配體，使目標(biāo)分析物分子可以被金屬有機(jī)框架材料吸附，從而實(shí)現(xiàn)分析物的預(yù)濃縮，顯著提高分析的靈敏度。得益于其高比表面積、可調(diào)孔徑以及多樣的活性位點(diǎn)，金屬有機(jī)框架材料近年來(lái)在光催化降解領(lǐng)域展現(xiàn)出了巨大的應(yīng)用潛力。此外，許多金屬有機(jī)框架材料具有良好的穩(wěn)定性，這使得它們?cè)趯?shí)際應(yīng)用中具有較長(zhǎng)的使用壽命。

5、目前，一系列的熒光探針配合物已被報(bào)道，但是特定的某種金屬配合物的功能相對(duì)單一，其熒光檢測(cè)相關(guān)報(bào)道的主要集中在檢測(cè)單一物質(zhì)，應(yīng)用范圍窄。具有熒光檢測(cè)和光降解的配合物已經(jīng)分別有了大量報(bào)道，但是能同時(shí)檢測(cè)二價(jià)銅離子和二價(jià)鈾酰根離子，且具有明顯光降解性質(zhì)的配合物的報(bào)道是非常少的。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明旨在提供一種能夠同時(shí)檢測(cè)二價(jià)銅離子和鈾酰根離子和降解亞甲藍(lán)染料廢水的鈷配合物及其制備方法。本發(fā)明選用4，4′-二(2-甲基-1-咪唑基)聯(lián)苯醚、2,5-二羥基對(duì)苯二甲酸和六水合硝酸鈷構(gòu)筑鈷配合物。該鈷配合物對(duì)二價(jià)銅離子和鈾酰根離子有熒光識(shí)別的功能，能高效檢測(cè)水溶液中含有的微量銅離子和鈾酰根離子。同時(shí)，該鈷配合物能高效降解亞甲基藍(lán)廢水溶液。最后，該鈷配合物合成工藝簡(jiǎn)單、成本低、產(chǎn)率高、重現(xiàn)性好、易于分離、可應(yīng)用于工業(yè)化大規(guī)模生產(chǎn)，在環(huán)境監(jiān)測(cè)、生命科學(xué)及污染物降解領(lǐng)域具有潛在的應(yīng)用前景。

2、本發(fā)明所涉及的可同時(shí)檢測(cè)二價(jià)銅離子和鈾酰根離子和降解亞甲藍(lán)染料廢水的鈷配合物的化學(xué)式為：[co(dobdc)(bmiope)]，其中，h2dobdc＝2,5-二羥基對(duì)苯二甲酸，bmiope＝4，4’-二(2-甲基-1-咪唑基)聯(lián)苯醚。bmiope，h2dhbdc的結(jié)構(gòu)式如下：

3、

4、進(jìn)一步的，所述鈷配合物的結(jié)構(gòu)式為：

5、

6、本發(fā)明所涉及的可同時(shí)檢測(cè)二價(jià)銅離子和鈾酰根離子和降解亞甲藍(lán)染料廢水的鈷配合物，它的基本結(jié)構(gòu)參數(shù)為：

7、本發(fā)明的鈷配合物的晶體屬于正交晶系，其空間群為p212121，晶胞參數(shù)為α＝90°，β＝90°，γ＝90°，該鈷配合物的最小不對(duì)稱(chēng)單元由兩個(gè)不同的鈷離子(co1和co2)、兩個(gè)不同的bmiope配體和兩個(gè)不同的dobdc2-陰離子組成。鈷離子與兩個(gè)不同bmiope配體中的兩個(gè)氮原子和兩個(gè)不同dobdc2-配體中的兩個(gè)氧原子配位，形成扭曲的con2o2四面體幾何構(gòu)型(圖1)。相鄰鈷離子通過(guò)bmiope配體、dobdc2-配體相互連接，形成二維平面結(jié)構(gòu)(圖2)。在該二維平面結(jié)構(gòu)中存在四邊形空腔，由于此四邊形空腔的尺寸大，相鄰的二維平面相互穿插形成三維結(jié)構(gòu)(圖3)。

8、本發(fā)明所涉及的鈷配合物的制備方法包括下述步驟：

9、(1)按照摩爾比1：1：1將4，4′-二(2-甲基-1-咪唑基)聯(lián)苯醚、2,5-二羥基對(duì)苯二甲酸、六水合硝酸鈷混合，加入水溶液，混合后放入10毫升的聚四氟乙烯內(nèi)膽中，超聲振蕩，得到混合液；

10、(2)將上述10毫升的聚四氟乙烯內(nèi)膽轉(zhuǎn)移到50毫升的反應(yīng)釜中，并在兩小時(shí)內(nèi)從室溫加熱到100℃并在自生壓力下恒溫反應(yīng)72小時(shí)；

11、(3)反應(yīng)結(jié)束后在30小時(shí)內(nèi)將上述產(chǎn)品冷卻至40℃，最后冷卻至室溫。

12、進(jìn)一步地，本發(fā)明提供上述鈷配合物用作檢測(cè)二價(jià)銅離子和鈾酰根離子和降解水溶液中亞甲基藍(lán)染料的應(yīng)用，可同時(shí)用于監(jiān)測(cè)環(huán)境中的二價(jià)銅離子和鈾酰根離子和作為光降解催化劑降解水溶液中的亞甲基藍(lán)染料。

13、本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是：該制備方法工藝簡(jiǎn)單、產(chǎn)率高、易于分離、重現(xiàn)性好，可以得到單一晶型、高純度材料，易工業(yè)化生產(chǎn)；該鈷配合物對(duì)二價(jià)銅離子和鈾酰根離子具有熒光識(shí)別功能，可以用于水溶液中微量二價(jià)銅離子和鈾酰根離子的檢測(cè)，與傳統(tǒng)的檢測(cè)法相比，該方法具有定量、快速、靈敏、高效、操作簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn)；該鈷配合物能降解水溶液中亞甲基藍(lán)染料，與傳統(tǒng)的處理法相比，該方法具有高效、反應(yīng)徹底，不會(huì)造成二次污染的優(yōu)點(diǎn)。

14、附圖內(nèi)容

15、圖1為本發(fā)明鈷配合物的鈷離子配位環(huán)境圖。

16、圖2為本發(fā)明鈷配合物的二維平面結(jié)構(gòu)圖。

17、圖3為本發(fā)明鈷配合物的三維結(jié)構(gòu)圖。

18、圖4為本發(fā)明鈷配合物的粉末xrd圖。

19、圖5為本發(fā)明鈷配合物的熱重圖。

20、圖6為本發(fā)明鈷配合物的固體熒光圖。

21、圖7為本發(fā)明鈷配合物在含不同濃度鈾酰根離子水溶液的熒光強(qiáng)度圖。

22、圖8為本發(fā)明鈷配合物的熒光峰比值與鈾酰根離子濃度的線(xiàn)性擬合譜圖。

23、圖9為本發(fā)明鈷配合物在含不同濃度銅離子水溶液的熒光強(qiáng)度圖。

24、圖10為本發(fā)明鈷配合物的熒光峰比值與銅離子濃度的線(xiàn)性擬合譜圖。

25、圖11為本發(fā)明鈷配合物對(duì)亞甲基藍(lán)染料的光催化降解圖。

26、圖12為本發(fā)明鈷配合物的紅外光譜圖。