CN107179302A - Zn‑MOFs在检测4‑硝基苯酚中的应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了Zn‑MOFs在检测4‑硝基苯酚中的应用，Zn‑MOFs作为荧光探针使用，利用4‑硝基苯酚对Zn‑MOFs的荧光猝灭作用检测4‑硝基苯酚。所用的Zn‑MOFs荧光探针易于制备和保存，稳定性很好，对4‑硝基苯酚具有良好的选择性，可实现4‑硝基苯酚的特异性识别检测，操作简单方便且灵敏度高。

Description

Zn-MOFs在检测4-硝基苯酚中的应用
技术领域
本发明涉及Zn-MOFs的新用途，特别是其在检测4-硝基苯酚中的应用。
背景技术
硝基酚类化合物作为重要的有机化工原料在化学工业中有着广泛的用途，是煤加工过程中的主要副产物之一。硝基酚经还原制备用于菲娜西丁、扑热息痛、显影剂和农药等。还可直接用于做皮革、纺织品防霉剂和化学分析指示剂。这类化合物有毒，已被列入有毒有机污染物名单。
硝基酚的毒性较强，对含酚废水的处理，已经引起了人们的重视。苯酚族的衍生物，4-硝基苯酚（p-NP）是在农药如有机磷降解过程中产生的产物或中间体，对人的身体健康、环境和国土安全方面都存在着严重的安全隐患。因此，研究一种用于检测4-硝基苯酚（
p-NP）的高度灵敏的化学传感器迫在眉睫。相比于气相色谱法、毛细管电泳法和高效液相色谱法等检测手段，荧光光谱法具有操作简单、灵敏度高的优势。
金属有机骨架材料（MOFs）是近十年来发展迅速的一种具有三维多孔结构的材料，一般以金属离子为节点，有机配体为支柱构成空间3D延伸，在发光，分离，储气，催化，传感器及生物化学等领域有广阔的应用前景。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服现有4-硝基苯酚检测的缺陷，提供了一种Zn-MOFs的新用途，特别是其在检测4-硝基苯酚中的应用。
为了解决上述技术问题，本发明提供了如下的技术方案：
Zn-MOFs在检测4-硝基苯酚中的应用，采用荧光猝灭法检测4-硝基苯酚：以Zn-MOFs为荧光探针，利用4-硝基苯酚对Zn-MOFs的荧光猝灭作用检测4-硝基苯酚。
所述Zn-MOFs是由以锌离子为节点，2-甲基咪唑配体为支柱构成的金属有机骨架材料，通过包括如下步骤得到：
（1）分别配制硝酸锌甲醇溶液和2-甲基咪唑甲醇溶液；
（2）在搅拌下，将2-甲基咪唑甲醇溶液滴入硝酸锌甲醇溶液中，滴完后继续搅拌至溶液呈现出乳白色为止，静置陈化；
（3）将步骤（2）得到的产物分离、洗涤、干燥。
优选地，步骤（2）中按2-甲基咪唑与硝酸锌的摩尔比为6～8:1，将2-甲基咪唑甲醇溶液滴入硝酸锌甲醇溶液中。更优选地，2-甲基咪唑与硝酸锌的摩尔比为7～7.5:1。
本发明所取得的有益技术效果为：Zn-MOFs荧光探针易于制备和保存，稳定性很好，对4-硝基苯酚具有良好的选择性，可实现4-硝基苯酚的特异性识别检测，操作简单方便且灵敏度高。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1是Zn-MOFs的红外光谱和XRD。
图2是不同苯酚类化合物对Zn-MOFs荧光强度的影响图。
图3是4-硝基苯酚对Zn-MOFs荧光强度的时间响应图。
图4是不同浓度的4-硝基苯酚对Zn-MOFs 荧光强度的影响图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
Zn-MOFs的合成
1）称取0.15g Zn(NO3)2·6H2O和0.3g 2-甲基咪唑，分别溶于7mL甲醇溶液，硝酸锌甲醇溶液和2-甲基咪唑甲醇溶液，待用；
2）在磁力搅拌器的搅拌下，将2-甲基咪唑甲醇溶液逐滴缓慢滴加至硝酸锌甲醇溶液中（5min滴完），滴完后继续搅拌，待混合溶液呈现出乳白色后停止搅拌，静置在室温下陈化24h；
3）步骤2）的溶液在5000rpm离心5min后分离出产物，再用甲醇和超纯水交替洗涤三次后放入60℃真空干燥箱内，干燥时间为8h，即得到Zn-MOFs，相应的红外光谱和XRD见图1所示。
硝基苯酚的检测
在荧光光谱仪上设置狭缝宽度为5nm，固定396nm为激发波长，测出单纯Zn-MOFs的发射波长为447nm。
配置一系列不同浓度的Zn-MOFs溶液，然后在荧光光谱仪上检测荧光探针Zn-MOFs的荧光强度，确定荧光探针最佳浓度为10mg/100mL，然后配置10mg/100mL的Zn-MOFs荧光探针溶液待用。
配置一系列不同浓度量级的（10-6M、10-5M、10-4M、10-3M、10-2M）的4-硝基苯酚溶液（1μM、5μM、10μM、30μM、50μM、100μM、120μM、150μM）以及浓度均为10-2M的邻硝基苯酚溶液、间硝基苯酚溶液、间苯三酚溶液、4-氨基苯酚溶液和邻氨基酚溶液。
向Zn-MOFs荧光探针溶液中加入不同苯酚类溶液（100μM），检测不同苯酚类化合物对荧光信号的影响，结果如图2所示，只有4-硝基苯酚对荧光强度有明显猝灭，其他的苯酚类化合物对荧光探针的强度几乎没有影响，表明Zn-MOFs荧光探针对4-硝基苯酚具有良好的选择性，可实现4-硝基苯酚的特异性识别检测。
向Zn-MOFs荧光探针溶液中滴加4-硝基苯酚溶液（100μM），检测荧光强度随时间的变化，结果如图3所示，发现荧光强度随着时间几乎不会发生变化，说明该Zn-MOFs荧光探针对4-硝基苯酚的响应非常迅速，灵敏度很高。
向Zn-MOFs荧光探针溶液中加入一系列不同浓度（0μM-150μM）4-硝基苯酚溶液，分别检测不同浓度4-硝基苯酚对Zn-MOFs探针荧光信号的影响，随着4-硝基苯酚浓度的增大，荧光强度的减弱越来越明显，并且呈良好的线性，结果如图4所示，线性方程：
y=-2.3717x+41.445、线性范围：7μM-150μM、检测限：10nM。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.Zn-MOFs在检测4-硝基苯酚中的应用，其特征在于：Zn-MOFs作为荧光探针使用，利用4-硝基苯酚对Zn-MOFs的荧光猝灭作用检测4-硝基苯酚。
2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于：所述Zn-MOFs是由以锌离子为节点，2-甲基咪唑配体为支柱构成的金属有机骨架材料。
3.根据权利要求2所述的应用，其特征在于：所述Zn-MOFs通过包括如下步骤得到：
（1）分别配制硝酸锌甲醇溶液和2-甲基咪唑甲醇溶液；
（2）在搅拌下，将2-甲基咪唑甲醇溶液滴入硝酸锌甲醇溶液中，滴完后继续搅拌至溶液呈现出乳白色为止，静置陈化；
（3）将步骤（2）得到的产物分离、洗涤、干燥。
4.根据权利要求3所述的应用，其特征在于：步骤（2）中按2-甲基咪唑与硝酸锌的摩尔比为6～8:1，将2-甲基咪唑甲醇溶液滴入硝酸锌甲醇溶液中。
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