CN104807794A

CN104807794A - 过渡金属有机锌配合物在痕量硝基芳烃类污染物检测中的应用

Info

Publication number: CN104807794A
Application number: CN201510221953.5A
Authority: CN
Inventors: 王凤勤; 周琛阳; 王成苗; 田振华; 左卓彦; 赵永男
Original assignee: Tianjin Polytechnic University
Current assignee: Tianjin Polytechnic University
Priority date: 2015-04-29
Filing date: 2015-04-29
Publication date: 2015-07-29

Abstract

本发明探究了一种过渡金属有机锌配合物在痕量硝基芳烃类污染物检测中的应用。实验结果表明，该配合物对对硝基甲苯、对硝基苯胺、硝基苯和间硝基甲苯具有明显的荧光淬灭作用，在痕量硝基芳烃类污染物检测方面具有快速、简便和灵敏等优点。

Description

过渡金属有机锌配合物在痕量硝基芳烃类污染物检测中的应用

技术领域：本发明涉及一种金属有机配合物在痕量硝基芳烃类污染物检测中的应用。

背景技术

硝基芳烃类化合物可应用于制造炸药等爆炸物，也是典型的有机污染物，并具有一定程度的致癌性，对社会、生态环境和人们的生活等构成了严重威胁。传统的检测方法存在处理复杂，检测速度慢，不能满足现场快速检测等缺点。因此，探索准确快速的检测空气、土壤和溶液中的硝基芳烃类化合物的方法受到广泛关注。荧光传感技术因为具有灵敏度高，可采集参数多，响应时间快等优点而被广泛应用，其中以荧光共轭聚合物作为传感材料的研究居多。其机理是基于硝基芳烃类化合物与荧光共轭聚合物之间有效的电荷转移，进而引起传感材料的荧光性能发生变化来实现检测的。

相对于荧光共轭聚合物，金属有机配合物是一类孔隙率高、比表面积大、孔结构可控、化学性质稳定和制备过程简单的新型多孔晶态发光材料，在荧光传感检测方面具有检测速度快、灵敏度高、选择性好等优点，是新一代理想的发光传感材料。近年来，文献上有关金属有机配合物在硝基芳烃类化合物检测方面的应用报道逐年增加，但是相对其它方面的研究来说，这方面的研究还处于初级探索阶段，还有很大的发展空间。鉴于此，我们选择具有发光功能的芳香苯环为中心，并引入多配位点的羧基基团和极性酰胺基团，使配体不仅能以多种灵活的配位方式与金属离子键合形成多孔的发光金属有机配合物材料，而且还可以通过利用酰胺基团与客体分子之间的相互作用引起配合物材料的发光行为变化的特性，实现对客体分子的选择性识别和检测。本发明探究了以二-(3，5-二羧基苯基)对苯二甲酰胺和邻菲罗啉为配体与锌盐合成的发光金属有机配合物在痕量硝基芳烃类污染物检测中的应用。

发明内容

本发明的目的在于探究了一种金属有机配合物材料在痕量硝基芳烃类污染物检测中的应用，实现了快速、简便、灵敏地检测环境中硝基芳烃类有机污染物。

为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：

本发明采用溶剂热法合成了二-(3，5-二羧基苯基)对苯二甲酰胺(L)以及邻菲罗啉(1，10-phen)与锌盐形成的配合物材料，其具体制备过程为：

将ZnSO₄·7H₂O、L、1，10-phen、DMF和H₂O的混合物置于聚四氟乙烯内胆中，在75℃下恒温反应72小时，然后自然冷却至室温，过滤，所得产物用DMF洗涤，室温干燥，得到目标产品。

采用以上方法制备了一种金属有机配合物材料。

本发明的金属有机配合物对硝基芳烃类有机污染物硝基苯、对硝基甲苯、对硝基苯胺、间硝基甲苯等具有选择性识别和检测作用。

本发明的配合物材料快速检测硝基芳烃类有机污染物的方法为：以对硝基苯胺的检测为例：

制作荧光强度和物质量的标准工作曲线：首先测定对硝基苯胺不存在时传感材料的荧光强度F₀，然后加入梯度物质量的对硝基苯胺，测定对硝基苯胺存在时传感材料的荧光强度F，当对硝基苯胺的量增大至0.2μmol时传感材料的荧光强度可猝灭98.76％。目前尚未有文献或者专利利用此配合物检测环境中对硝基苯胺。

同理对对硝基甲苯、硝基苯和间硝基甲苯的检测效果见附图。

这充分说明了本发明所提供的荧光传感材料可用于痕量硝基芳烃类污染物检测。

本发明所提供的金属有机配合物的应用具有如下特点：

1.合成的配合物材料的检测结果说明对对硝基甲苯、对硝基苯胺、硝基苯、间硝基甲苯具有荧光传感作用，可用于环境中硝基芳烃类有机污染物的检测。

2.合成的配合物材料在对硝基甲苯、对硝基苯胺、硝基苯、间硝基甲苯的检测方面具有快速、简便、灵敏等优点。

附图说明

图1为所合成的金属有机配合物对不同物质的量的对硝基甲苯的荧光响应图；

图2为所合成的金属有机配合物对不同物质的量的对硝基苯胺的荧光响应图；

图3为所合成的金属有机配合物对不同物质的量的硝基苯的荧光响应图；

图4为所合成的金属有机配合物对不同物质的量的间硝基甲苯的荧光响应图；

图5为所合成的金属有机配合物对不同硝基芳烃类物质荧光响应柱形对比图；

具体实施方式

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。

实施例1(对硝基甲苯传感)，过程如下：

首先测定对硝基甲苯不存在时传感材料的荧光强度F₀，然后加入梯度物质量的二苯胺(0μmol、0.005μmol、0.01μmol、0.02μmol、0.03μmol、0.04μmol、0.06μmol、0.08μmol、0.1μmol和0.2μmol)，测定不同物质的量对硝基甲苯存在时传感材料的荧光强度F，绘制出荧光强度F随对硝基甲苯物质的量变化的曲线，见图1。测试结果表明，其荧光强度随着对硝基甲苯物质的量的不断增加而逐渐减弱；在加入的对硝基甲苯物质的量达到0.20μmol时，淬灭效率达到了71.46％。

实施例2(对硝基苯胺传感)，过程如下：

首先测定对硝基苯胺不存在时传感材料的荧光强度F₀，然后加入梯度物质量的对硝基苯胺(0μmol、0.005μmol、0.01μmol、0.02μmol、0.03μmol、0.04μmol、0.06μmol、0.08μmol、0.1μmol、0.15μmol、0.2μmol)，测定不同物质的量对硝基苯胺存在时传感材料的荧光强度F，绘制出荧光强度F随对硝基苯胺物质的量变化的曲线，见图2，测试结果表明，其荧光强度随着对硝基苯胺物质的量不断增加而逐渐减小；在加入对硝基苯胺物质的量达到0.20μmol时，淬灭程度达到了98.76％，可见此传感材料对对硝基苯胺的传感效果非常明显。

实施例3(硝基苯传感)，过程如下：

首先测定硝基苯不存在时传感材料的荧光强度F₀，然后加入梯度物质量的硝基苯(0μmol、0.005μmol、0.01μmol、0.02μmol、0.03μmol、0.04μmol、0.06μmol、0.08μmol、0.1μmol、0.2μmol)，测定不同物质的量硝基苯存在时传感材料的荧光强度F，绘制出荧光强度F随硝基苯物质的量变化的曲线，见图3，测试结果表明，其荧光强度随着硝基苯物质的量不断增加而逐渐减小；在加入硝基苯物质的量达到0.20μmol时，淬灭程度达到了61.13％。

实施例4(间硝基甲苯传感)，过程如下：

首先测定间硝基甲苯不存在时传感材料的荧光强度F₀，然后加入梯度物质量的间硝基甲苯(0μmol、0.005μmol、0.01μmol、0.02μmol、0.03μmol、0.04μmol、0.06μmol、0.08μmol、0.1μmol、0.2μmol)，测定不同物质的量间硝基甲苯存在时传感材料的荧光强度F，绘制出荧光强度F随间硝基甲苯物质的量变化的曲线，见图4，测试结果表明，其荧光强度随着间硝基甲苯物质的量的不断增加而逐渐减弱；在加入的间硝基甲苯物质的量达到0.20μmol时，淬灭程度达到了75.58％。

实施例5所合成的配位聚合物材料对不同硝基芳烃类物质荧光响应柱形对比图，见图5，从图中我们可以看出，此传感材料对硝基芳烃类物质有传感作用，尤其对对硝基苯胺的传感效果最佳，可见此传感材料对硝基芳烃类物质的检测具有很好的灵敏性。

Claims

1.所述的金属有机锌配合物在检测痕量硝基芳烃类有机污染物的应用。

2.如权利要求1所述的应用，其特征是，所述硝基芳烃类有机污染物为对硝基甲苯、对硝基苯胺、硝基苯和间硝基甲苯。

3.如权利要求1或2所述的应用，其特征是，检测方法为：(1)制作荧光强度和物质的量的工作曲线：首先测定硝基芳烃类物质不存在时传感材料的荧光强度F₀，然后加入梯度物质的量的硝基芳烃类物质，测定硝基芳烃类物质存在时传感材料的荧光强度F，绘制出发光金属有机配合物对不同硝基芳烃类物质荧光响应图和柱形对比图。

4.按权利要求3所述的方法，其特征在于所述溶剂为N，N-二甲基乙酰胺。

5.按权利要求3所示，被检测的硝基芳烃类污染物与金属有机配合物作用，可以导致材料的荧光发生淬灭。