CN106588713A - 一种具有荧光性的金属有机骨架多孔材料及制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种具有荧光性的金属有机骨架多孔材料及其制备方法，属于荧光多孔材料技术领域。本发明的材料，以1,2‑二羟基苯‑3,5‑二磺酸钠，硝酸锶为主要原料合成了一种具有荧光性的金属有机骨架多孔材料。通过1,2‑二羟基苯‑3,5‑二磺酸阴离子和[Na(H2O)2O]2 2‑与锶离子之间的配位键以及骨架结构增加了材料的荧光发射波长，扩充了荧光材料的发光种类。本发明还提供了该多孔材料的合成方法。该方法操作简便，反应条件简单，没有污染，产率高，纯度高。

Description

一种具有荧光性的金属有机骨架多孔材料及制备方法
技术领域
本发明涉及荧光多孔材料技术领域，具体涉及一种新型的荧光金属有机骨架多孔材料及制备方法。
背景技术
有机金属骨架材料代表一类人工合成的有机无机杂化多孔晶体材料，是由金属节点与有机桥键配位，自组装而成具有一定拓扑构型的网络结构。作为一类新兴的多孔晶体材料，由于金属节点及有机桥键种类繁多，可以借鉴晶体工程学理论进行定向设计，实现维数及空间构型调控；由于其兼具无机-有机杂化特征，可以借鉴主客体化学对其表面与界面化进行定向设计，实现表面与界面化学调控。基于这些优势，有机金属骨架材料一经问世就迅速进入研究者的视线，引起极大重视。
荧光材料按结构可大致分为具有刚性结构的芳香稠环化合物，具有共轭结构的分子内电荷转移化合物，某些金属有机配合物。对于固体荧光材料的影响因素，除了取代基团、分子的堆积模式和分子间相互作用的影响之外，配合物的空间结构以及荷子转移也是主要的影响因素。在固体中，配体分子受到周围环境的束缚，旋转和振动都受到一定的限制，并且与金属离子的配位作用，这些因素都会影响 固体的荧光性质。所以通过改变配合物分子的组装模式和分子间的相互作用，也可以达到调节荧光波长的目的。因为这种调节没有涉及到化学键的断裂，只是改变分子间的相互作用，所以这种调节方法更有前景，也更具挑战性。
发明内容
本发明的目的在于提供一种以1,2-二羟基苯-3,5-二磺酸钠与硝酸锶为主要原料合成了一种具有荧光性的金属有机骨架多孔材料。
本发明还提供了上述荧光多孔材料的合成方法。
一种有机化合物荧光材料，具体结构式如式(Ⅰ)，产率为90％。
本发明的合成方法，包括如下步骤：
(1)将1,2-二羟基苯-3,5-二磺酸钠溶于水中，然后搅拌，加热到90℃，得到均匀的1,2-二羟基苯-3,5-二磺酸钠水溶液；
(2)将硝酸锶溶于水中，然后搅拌，加热到80℃，得到均匀的硝酸锶的水溶液；
(3)将硝酸锶的水溶液和1,2-二羟基苯-3,5-二磺酸钠的水溶液混合，然后搅拌1小时，混合均匀；
(4)将硝酸锶和1,2-二羟基苯-3,5-二磺酸钠的均匀混合水溶液程序升温至110-130℃后保持1-4小时，反应结束后，冷却到室温，得到产物。
本发明的荧光多孔材料，以1,2-二羟基苯-3,5-二磺酸钠与硝酸锶为主要原料合成了一种具有荧光性的金属有机骨架多孔材料。通过配体与金属之间的配位作用以及骨架结构改变了荧光发射波长及强度。
本发明中得到了荧光金属骨架多孔材料，通过单晶衍射对配合物结构进行了表征。然后利用紫外可见光谱、荧光光谱等方法对其光物理性能进行了研究。
与现有技术相比，本发明具有以下技术效果：
(1)本发明最突出的特色是利用配体和金属的配位作用和结构因素提高了材料的荧光发射波长和强度。
(2)对本发明的材料进行热重分析，由结果可以看出本发明的配合物在300℃左右质量分数才开始大幅降低，热稳定性较好。
(3)在本发明的制备过程中，由于是结晶过程，没有副产物，不用分离提纯
(4)本发明制备过程中使用的1,2-二羟基苯-3,5-二磺酸钠与硝酸锶均于市场中购买，所以节省了制备步骤，制备工艺简单，成本低廉。
(5)本发明所述的方法操作简便，反应条件简单，没有污染，产率高，纯度高。
附图说明
图1为实施例1荧光多孔材料的照片。
图2为实施例2制备的荧光多孔材料的单晶衍射结构图。
图3为实施例3的紫外-可见光谱。
图4为在340nm激发下，实施例1制备的固体荧光光谱图。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步的说明，但本发明不局限于下述实施例。
实施例1
称取1,2-二羟基苯-3,5-二磺酸钠(1mmol)溶解于10mL水中，硝酸锶(1mmol)溶解于10mL水中，形成均匀溶液。将两种溶液混合，搅拌均匀后放置于聚四氟乙烯内衬的反应釜中，程序升温至130℃加热4天，然后温度降到室温，过滤，分别用去离子水，乙醇洗涤固体一次，干燥，得到固体。
实施例2
称取1,2-二羟基苯-3,5-二磺酸钠(2mmol)溶解于20mL水中，硝酸锶(2mmol)溶解于20mL水中，形成均匀溶液。将两种溶液混合，搅拌均匀后放置于聚四氟乙烯内衬的反应釜中，程序升温至140℃加热5天，然后温度降到室温，过滤，分别用去离子水，乙醇洗涤固体一次，干燥，得到固体。
实施例3
称取1,2-二羟基苯-3,5-二磺酸钠(3mmol)溶解于30mL水中，硝酸锶(3mmol)溶解于30mL水中，形成均匀溶液。将两种溶液混合，搅拌均匀后放置于聚四氟乙烯内衬的反应釜中，程序升温至130℃加热3天，然后温度降到室温，过滤，分别用去离子水，乙醇洗涤固体一次，干燥，得到固体。
本实施例结果材料形貌如图1，电镜照片
实施例2材料化合物的分子结构如图2，单晶衍射分子结构
实施例2所得多孔材料，实验结果表明，孔径为1.03×1.03nm
实施例3金属有机骨架材料紫外可见光谱测试
实施例3所得产品粉末测定紫外可见光谱，实验结果表明，在240nm的激发下，材料的最大发射峰位在297nm，如图3所示。
实施例1金属有机骨架材料荧光光谱测试
实施例1所得产品粉末测定荧光光谱，实验结果表明，在340nm的激发下，材料的最大发射峰位在497nm，如图4所示。

Claims (8)

1.一种具有荧光性的金属有机骨架多孔材料，其特征在于，具有如式(Ⅰ)的结构式：
产率可达90％。
2.权利要求1所述具有荧光性的金属有机骨架多孔材料的合成方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)将1,2-二羟基苯-3,5-二磺酸钠溶于水中，然后搅拌，加热到90℃，得到均匀的1,2-二羟基苯-3,5-二磺酸钠水溶液；
(2)将硝酸锶溶于水中，然后搅拌，加热到80℃，得到均匀的硝酸锶的水溶液；
(3)将硝酸锶的水溶液和1,2-二羟基苯-3,5-二磺酸钠的水溶液混合，然后搅拌1小时，混合均匀。
(4)将硝酸锶和1,2-二羟基苯-3,5-二磺酸钠的均匀混合水溶液程序升温至110-130℃后保持1-4小时，反应结束后，冷却到室温，得到产物。
3.权利要求2所述荧光多孔材料的合成方法，其特征在于，所述步骤(1)中，1,2-二羟基苯-3,5-二磺酸钠与水的摩尔比为9:5。
4.权利要求2所述荧光多孔材料的合成方法，其特征在于，所述步骤(2)中，硝酸锶与水的摩尔比为9:5。
5.权利要求2所述荧光多孔材料的合成方法，其特征在于，所述步骤(3)中，1,2-二羟基苯-3,5-二磺酸钠与硝酸锶的摩尔比为1:1。
6.权利要求2所述荧光多孔材料的合成方法，其特征在于，所述步骤(4)中，加热时使用的是聚四氟乙烯内衬的反应釜。
7.权利要求2所述荧光多孔材料的合成方法，其特征在于，所述步骤(4)中，反应釜与硝酸锶和1,2-二羟基苯-3,5-二磺酸钠的均匀混合水溶液的体积比为3:2。
8.权利要求2所述荧光多孔材料的合成方法，其特征在于，所述步骤(4)中，程序升温速率为10℃·min-1。
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CN107793440A (zh) * 2017-11-23 2018-03-13 秦皇岛天大环保研究院有限公司 荧光性多孔材料、合成方法及其应用
CN108931506A (zh) * 2017-05-24 2018-12-04 天津师范大学 基于稀土簇金属有机骨架材料的苯甲醛的检测方法

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