可高灵敏探测2,4,6-三硝基苯酚的发光晶体材料的制备的制作方法

一技术领域

本发明涉及易爆、有毒硝基芳环化合物探测材料的制备，具体涉及一种可高灵敏探测2,4,6-三硝基苯酚的发光晶体材料{cd(ina)(pytpy)(oh)·2h2o}n[ina＝异烟酸；pytpy＝4’-(4-吡啶)-2,2’:6’,2”-三吡啶]的制备。

二

背景技术：

近些年来，化学爆炸物被广泛的应用于针对部分国家的恐怖袭击中，对人们的日常生活产生了严重的威胁。化学爆炸物大都含硝基芳环化合物，例如硝基苯(nb)、2,4,6-三硝基甲苯(tnt)、1,3,5-三硝基苯(tnb)、2,4,6-三硝基苯酚(tnp)、2,4-二硝基甲苯(2,4-dnt)、对硝基甲苯(4-nt)等。值得注意的是，这些硝基芳环化合物还广泛地存在于农药、染料、烟花、医药中。在生产的过程中会对地下水、土壤产生污染以及对人体健康造成危害。所以，快速、灵敏地检测硝基芳环化合物在国家安全、环境保护、雷场分析、犯罪调查等许多方面都有着重大的意义，从而引起了科学工作者的广泛关注。虽然目前模拟犬类能力(电子鼻)的仪器、气相色谱‐质谱联用仪、表面增强拉曼光谱仪等复杂仪器被广泛应用于探测芳香族硝基爆炸物，但是这些设备存在使用昂贵、操作复杂、探测灵敏度不高等缺点，并且实际应用时要解决仪器设备方便移动等问题，使应用范围受到很大限制，因此很有必要寻找低成本和易操作的方法来探测硝基芳环化合物。基于荧光探测的化学传感法被证明是一种能快速和灵敏探测硝基芳环化合物的方法，其中基于发光配位聚合物晶体材料探测硝基芳环化合物的方法因其操作简单、高度灵敏、反应时间快、可循环使用、可检测不同硝基芳环化合物并且在固相和液相中都能使用等诸多优点，受到了科学家的广泛关注。

三

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种可高灵敏探测2,4,6-三硝基苯酚的发光晶体材料{cd(ina)(pytpy)(oh)·2h2o}n的制备。

所述晶体材料，其特征在于其化学式为{cd(ina)(pytpy)(oh)·2h2o}n。所述晶体材料结构如图1所示，是由六配位的cd、螯合含氮配体pytpy和桥联配体ina构造成一维链，链与链之间通过π-π堆积形成的二维结构。

实现本发明包括以下步骤：

1.1将硝酸镉、异烟酸和4’-(4-吡啶)-2,2’:6’,2”-三吡啶加入到水中搅拌制得稳定悬浮液；

1.2将步骤1.1中制得的悬浮液置于密闭的反应釜中加热反应，然后缓慢降温至室温，产物经过滤、洗涤、干燥即得到发光晶体材料{cd(ina)(pytpy)(oh)·2h2o}n。

本发明一种可高灵敏探测2,4,6-三硝基苯酚的发光晶体材料{cd(ina)(pytpy)(oh)·2h2o}n的制备中，反应起始物硝酸镉，异烟酸，4’-(4-吡啶)-2,2’:6’,2”-三吡啶的摩尔比为1:0.5～2:0.5～2。

本发明一种可高灵敏探测2,4,6-三硝基苯酚的发光晶体材料{cd(ina)(pytpy)(oh)·2h2o}n的制备中，0.1mmol硝酸镉所需反应溶剂水的体积范围为8～12ml。

本发明一种可高灵敏探测2,4,6-三硝基苯酚的发光晶体材料{cd(ina)(pytpy)(oh)·2h2o}n的制备中，加热反应的温度范围为140～170摄氏度。

本发明一种可高灵敏探测2,4,6-三硝基苯酚的发光晶体材料{cd(ina)(pytpy)(oh)·2h2o}n的制备中，加热反应的时间为70～90小时。

本发明一种可高灵敏探测2,4,6-三硝基苯酚的发光晶体材料{cd(ina)(pytpy)(oh)·2h2o}n的制备中，反应降温速率为2～5摄氏度每小时。

本发明与现有技术相比，其显著优点为：(1)合成路线简单、容易控制；(2)合成的原料易得；(3)晶体材料体积大且质量好；(4)材料可高灵敏探测2,4,6-三硝基苯酚；(5)材料的化学、光学稳定性好。

四附图说明

图1：晶体材料{cd(ina)(pytpy)(oh)·2h2o}n的二维结构图。

图2：所制备的晶体材料{cd(ina)(pytpy)(oh)·2h2o}n的粉末x-射线衍射谱图。

本发明所制备的晶体材料{cd(ina)(pytpy)(oh)·2h2o}n的粉末x-射线衍射衍射图样与理论计算的x-射线衍射图样基本相一致，说明本发明所制备的晶体材料具有很高的纯度。

图3：向晶体材料{cd(ina)(pytpy)(oh)·2h2o}n的n,n-二甲基甲酰胺悬浮液中加入不同体积2,4,6-三硝基苯酚溶液的荧光淬灭图。

本发明所制备的晶体材料{cd(ina)(pytpy)(oh)·2h2o}n在n,n-二甲基甲酰胺悬浮液的荧光强度随2,4,6-三硝基苯酚浓度增大而迅速减弱，并在2,4,6-三硝基苯酚极低浓度0.12毫摩尔每升时达到93.7％的荧光淬灭效率。

四具体实施方式

实施例1：本发明一种可高灵敏探测2,4,6-三硝基苯酚的发光晶体材料{cd(ina)(pytpy)(oh)·2h2o}n的制备，包括以下步骤：

第一步，将0.1mmol硝酸镉、0.2mmol异烟酸和0.05mmol4’-(4-吡啶)-2,2’:6’,2”-三吡啶加入到8ml的水中搅拌制得稳定悬浮液；

第二步，将第一步中制得的悬浮液置于密闭的反应釜中加热至150摄氏度反应80小时，以3摄氏度每小时的速率缓慢降温到室温后，经过滤、洗涤、干燥即得到晶体材料。

2,4,6-三硝基苯酚探测性能检测：把制备的晶体材料(1毫克)分散到3毫升的n,n-二甲基甲酰胺中，向其中加入不同体积含2,4,6-三硝基苯酚的n,n-二甲基甲酰胺溶液(5毫摩尔每升)，并分别在390nm的激发光下测试其荧光强度。

实施例2：本发明一种可高灵敏探测2,4,6-三硝基苯酚的发光晶体材料{cd(ina)(pytpy)(oh)·2h2o}n的制备，包括以下步骤：

第一步，将0.1mmol硝酸镉、0.1mmol异烟酸和0.1mmol4’-(4-吡啶)-2,2’:6’,2”-三吡啶加入到8ml的水中搅拌制得稳定悬浮液；

第二步，将第一步中制得的悬浮液置于密闭的反应釜中加热至170摄氏度反应72小时，以3摄氏度每小时的速率缓慢降温到室温后，经过滤、洗涤、干燥即得到晶体材料。

2,4,6-三硝基苯酚探测性能检测：把制备的晶体材料(1毫克)分散到3毫升的n,n-二甲基甲酰胺中，向其中加入不同体积含2,4,6-三硝基苯酚的n,n-二甲基甲酰胺溶液(5毫摩尔每升)，并分别在390nm的激发光下测试其荧光强度。

实施例3：本发明一种可高灵敏探测2,4,6-三硝基苯酚的发光晶体材料{cd(ina)(pytpy)(oh)·2h2o}n的制备，包括以下步骤：

第一步，将0.1mmol硝酸镉、0.05mmol异烟酸和0.05mmol4’-(4-吡啶)-2,2’:6’,2”-三吡啶加入到8ml的水中搅拌制得稳定悬浮液；

第二步，将第一步中制得的悬浮液置于密闭的反应釜中加热至160摄氏度反应72小时，以3摄氏度每小时的速率缓慢降温到室温后，经过滤、洗涤、干燥即得到晶体材料。

2,4,6-三硝基苯酚探测性能检测：把制备的晶体材料(1毫克)分散到3毫升的n,n-二甲基甲酰胺中，向其中加入不同体积含2,4,6-三硝基苯酚的n,n-二甲基甲酰胺溶液(5毫摩尔每升)，并分别在390nm的激发光下测试其荧光强度。

实施例4：本发明一种可高灵敏探测2,4,6-三硝基苯酚的发光晶体材料{cd(ina)(pytpy)(oh)·2h2o}n的制备，包括以下步骤：

第一步，将0.1mmol硝酸镉、0.1mmol异烟酸和0.1mmol4’-(4-吡啶)-2,2’:6’,2”-三吡啶加入到10ml的水中搅拌制得稳定悬浮液；

第二步，将第一步中制得的悬浮液置于密闭的反应釜中加热至170摄氏度反应90小时，以5摄氏度每小时的速率缓慢降温到室温后，经过滤、洗涤、干燥即得到晶体材料。

2,4,6-三硝基苯酚探测性能检测：把制备的晶体材料(1毫克)分散到3毫升的n,n-二甲基甲酰胺中，向其中加入不同体积含2,4,6-三硝基苯酚的n,n-二甲基甲酰胺溶液(5毫摩尔每升)，并分别在390nm的激发光下测试其荧光强度。

实施例5：本发明一种可高灵敏探测2,4,6-三硝基苯酚的发光晶体材料{cd(ina)(pytpy)(oh)·2h2o}n的制备，包括以下步骤：

第一步，将0.1mmol硝酸镉、0.2mmol异烟酸和0.2mmol4’-(4-吡啶)-2,2’:6’,2”-三吡啶加入到8ml的水中搅拌制得稳定悬浮液；

第二步，将第一步中制得的悬浮液置于密闭的反应釜中加热至160摄氏度反应80小时，以5摄氏度每小时的速率缓慢降温到室温后，经过滤、洗涤、干燥即得到晶体材料。

2,4,6-三硝基苯酚探测性能检测：把制备的晶体材料(1毫克)分散到3毫升的n,n-二甲基甲酰胺中，向其中加入不同体积含2,4,6-三硝基苯酚的n,n-二甲基甲酰胺溶液(5毫摩尔每升)，并分别在390nm的激发光下测试其荧光强度。

实施例6：本发明一种可高灵敏探测2,4,6-三硝基苯酚的发光晶体材料{cd(ina)(pytpy)(oh)·2h2o}n的制备，包括以下步骤：

第一步，将0.1mmol硝酸镉、0.05mmol异烟酸和0.1mmol4’-(4-吡啶)-2,2’:6’,2”-三吡啶加入到8ml的水中搅拌制得稳定悬浮液；

第二步，将第一步中制得的悬浮液置于密闭的反应釜中加热至170摄氏度反应75小时，以5摄氏度每小时的速率缓慢降温到室温后，经过滤、洗涤、干燥即得到晶体材料。

2,4,6-三硝基苯酚探测性能检测：把制备的晶体材料(1毫克)分散到3毫升的n,n-二甲基甲酰胺中，向其中加入不同体积含2,4,6-三硝基苯酚的n,n-二甲基甲酰胺溶液(5毫摩尔每升)，并分别在390nm的激发光下测试其荧光强度。