本發(fā)明屬于檢測材料制備，具體涉及一種二維鑭系金屬-有機骨架材料及其制備方法和應用。

背景技術：

1、金屬有機-骨架（mofs）是一類由金屬離子和有機配體通過配位連接而形成的雜化材料。mof的大比表面積、可設計結構和高孔隙率使其在氣體儲存/分離、催化、分子識別、質子傳導和發(fā)光傳感等領域得到了廣泛的應用。鑭系元素具有獨特的性質，如4f內躍遷或4f-5d躍遷、原子磁矩和較強的自旋耦合，使其成為構建鑭系mof（ln-mof）的絕佳候選者。ln-mof結合了mof和鑭系離子的優(yōu)勢，具有多樣的晶體結構、較強的光致發(fā)光、可見光到紅外區(qū)域獨特的銳線發(fā)射、較長的熒光壽命和較大的stokes位移。ln-mof的特征發(fā)光可以歸因于金屬-配體的能量轉移，也稱作“天線效應”。一方面，這種效應會使ln3+產生有效發(fā)光，但也取決于配位化合物中相關元素單線態(tài)和三線態(tài)的配位位置。另一方面，三價態(tài)的鑭系金屬陽離子，像eu3+和tb3+由于具有較高的色純度，熒光效率以及對于配位環(huán)境的靈敏性，因而其研究已受到廣泛關注。綜上所述，將配體與ln3+相結合構筑lnmof是一種新穎并且實用的合成策略。

2、到目前為止，科研工作者已成功將lnmofs應用到許多領域，例如傳感，發(fā)光器件，質子傳導，生物成像等等。但是，在各種應用中，基于化學傳感的熒光檢測是快速識別和檢測離子、小分子和蒸汽的最佳選擇。與傳統(tǒng)的檢測方法相比，熒光檢測具有高靈敏性、便捷性、反應迅速以及可實用性等諸多優(yōu)勢。硝基芳香族化合物（nitroaromatic?compounds,nacs）是一類對環(huán)境和人類危害極大的劇毒爆炸性物質。通常來說，采用警犬或者高精尖的儀器檢測爆炸物，這通常需要花費大量的人力以及物力。目前，基于化學傳感的熒光檢測爆炸物越來越受到關注，因為這種檢測方法具有很高的靈敏性，操作簡便，反應時間快并且在固態(tài)和液態(tài)下都可應用等優(yōu)勢。爆炸物主要包括以下幾種，1,3-dnb,?2,4-dnt,?tnt,?tnp以及dmnb等，它們均為缺電子的含氮化合物，是典型的電子受體，因此當它們與富電子的電子給體相互靠近時，由于存在光誘導電子轉移，將會導致富電子的電子給體出現(xiàn)熒光猝滅，從而使熒光光譜發(fā)生變化。特別是tnp廣泛應用于染料、皮革、煙火等行業(yè)，處理不當會危害人體健康，急需開發(fā)方便、經(jīng)濟的檢測方法。

技術實現(xiàn)思路

1、針對上述問題，本發(fā)明提出了一種二維鑭系金屬-有機骨架材料及其制備方法和應用，通過二維鑭系金屬-有機骨架作為熒光探針對tnp進行檢測，目的在于獲得一種新型的具有較高的靈敏性，操作簡便，反應時間快的檢測tnp的方法。

2、一種二維鑭系金屬-有機骨架材料的制備方法，包括如下步驟：

3、s1：將六水合硝酸銪（eu(no3)3·6h2o）和有機配體（h2dptz）溶于鹽酸、乙腈和水的混合液中，得到混合物；

4、s2：將混合物密封在四氟乙烯內襯的不銹鋼高壓釜中進行加熱，加熱完成后降溫至室溫，然后用乙腈反復洗滌3-5次，分離得到無色塊狀晶體；

5、s3：對無色塊狀晶體進行干燥，得到二維鑭系金屬-有機骨架材料；

6、步驟s1中所述有機配體（h2dptz）的化學分子式為：c15h10n4o4，其中dptz的分子式為c15h8n4o4；

7、步驟s1中所述有機配體（h2dptz）結構式如下所示：

8、；

9、步驟s1中所述六水合硝酸銪和有機配體（h2dptz）質量比1.5-2:1；

10、步驟s1中所述鹽酸和有機配體的用量關系為：45-50?ml:1?g；

11、步驟s1中所述鹽酸、乙腈和水的體積比為1:9.5-10:1.5-2；

12、步驟s1中所述鹽酸的濃度為0.8-1?mol·l-1；

13、步驟s2中所述加熱具體為：以10-15℃/h的速率升溫至160-170℃，然后保溫72-78h；所述降溫為以5-8℃/h的速率降溫；

14、步驟s3中所述干燥為在室溫條件下進行干燥；

15、步驟s3中所述二維鑭系金屬-有機骨架材料，通式為[eu(dptz)(h2o)2]cl·3h2o，

16、屬于單斜晶系，空間群為p21/n，晶胞參數(shù)為a(?)=10.7002(13)，b(?)=14.067(2)，c(?)=12.7584(16)，α?(°)=90，β?(°)=96.207(4)，γ?(°)=90，體積v(?3)=1909.1(4)。

17、采用上述制備方法制備的二維鑭系金屬-有機骨架材料；

18、一種上述二維鑭系金屬-有機骨架材料作為熒光探針對tnp進行檢測的應用。

19、本發(fā)明的有益效果為：

20、在溶劑熱反應條件下，合理設計并合成了一個二維鑭系金屬-有機骨架，該晶體展示出銪離子的特征發(fā)射峰，作為熒光探針在對不同硝基芳香族爆炸物進行檢測過程中具有不同強度的熒光光譜；該晶體通過熒光猝滅可以選擇性的、靈敏的以及可循環(huán)性的檢測tnp，而且在檢測過程中展現(xiàn)出卓越的抗干擾能力，因此，該晶體是一種環(huán)境友好型并且高效的痕量檢測tnp的傳感劑。

技術特征：

1.一種二維鑭系金屬-有機骨架材料，其特征在于，所述的二維鑭系金屬-有機骨架材料通過有機配體（h2dptz）制備所得，有機配體（h2dptz）的化學分子式為：c15h10n4o4，結構式如下：

2.一種權利要求1所述的二維鑭系金屬-有機骨架材料的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

3.根據(jù)權利要求2所述的二維鑭系金屬-有機骨架材料的制備方法，其特征在于，步驟s1中所述六水合硝酸銪和有機配體（h2dptz）質量比1.5-2:1。

4.根據(jù)權利要求2所述的二維鑭系金屬-有機骨架材料的制備方法，其特征在于，步驟s1中所述鹽酸和有機配體的用量關系為：45-50?ml:1?g。

5.根據(jù)權利要求2所述的二維鑭系金屬-有機骨架材料的制備方法，其特征在于，步驟s1中所述鹽酸、乙腈和水的體積比為1:9.5-10:1.5-2。

6.根據(jù)權利要求2所述的二維鑭系金屬-有機骨架材料的制備方法，其特征在于，步驟s1中所述鹽酸的濃度為0.8-1?mol·l-1。

7.根據(jù)權利要求2所述的二維鑭系金屬-有機骨架材料的制備方法，其特征在于，步驟s2中所述加熱具體為：以10-15℃/h的速率升溫至160-170℃，然后保溫72-78h。

8.根據(jù)權利要求2所述的二維鑭系金屬-有機骨架材料的制備方法，其特征在于，步驟s2中所述降溫的速率為5-8℃/h。

9.根據(jù)權利要求2所述的二維鑭系金屬-有機骨架材料的制備方法，其特征在于，步驟s3中所述干燥為在室溫條件下進行干燥。

10.一種權利要求1~9任一項所述的二維鑭系金屬-有機骨架材料作為熒光探針對tnp進行檢測的應用。

技術總結
本發(fā)明提出了一種二維鑭系金屬?有機骨架材料及其制備方法和應用，屬于檢測材料制備技術領域，目的在于獲得一種具有較高的靈敏性，操作簡便，反應時間快的檢測方法。首先，在溶劑熱反應條件下，合成一個二維鑭系金屬?有機骨架晶體，通過二維鑭系金屬?有機骨架作為熒光探針對包括TNP在內的不同硝基芳香族爆炸物進行檢測，晶體展示出銪離子的特征發(fā)射峰，可以作為熒光探針對不同硝基芳香族爆炸物進行檢測，結果顯示，晶體對不同檢測物具有不同強度的熒光光譜；該晶體通過熒光猝滅可以靈敏的、有選擇的以及可循環(huán)性的檢測TNP，而且在檢測過程中展現(xiàn)出卓越的抗干擾能力，因此，該晶體是一種環(huán)境友好型并且高效的痕量檢測TNP的傳感劑。

技術研發(fā)人員：張姝然,謝偉,徐廣娟,喬宇,解宏偉,姜思羽
受保護的技術使用者：吉林師范大學
技術研發(fā)日：
技術公布日：2025/1/9