荧光材料及其制备方法与流程

文档序号:15071175发布日期:2018-07-31 23:44阅读:1135来源:国知局

本发明涉及化学合成技术领域,尤其涉及一种荧光材料[zn3(btc)2(bimb)2(h2o)2](h2o)3和制备方法。



背景技术:

荧光材料在分析检测上的应用以其高灵敏性、高选择性、高稳定性等特点日益受到关注。荧光材料遇到水中特定的重金属离子,发光强度会发生变化,利用这一特性,可以实时监测大气、土壤甚至生物细胞中的多种变化。但是,目前的大多数纯有机荧光材料都存在着稳定性差,自身易分解放出有害物质等诸多问题。金属有机框架化合物(metal-organicframeworks,mofs),是由机配体与金属离子通过自组装而形成的具有周期性网络结构的晶体材料,兼有无机和有机化合物的特性,而且还有可能出现无机化合物和有机化合物均没有的新性质。金属有机框架材料带有良好荧光发射基团及富电子结构的有机配体可构筑具有良好荧光性能的晶态材料,其独特的组成、结构和丰富的主-客体相互作用,使其成为荧光检测材料的重要来源之一。



技术实现要素:

本发明的目的就是为设计合成荧光性质优异的功能材料,利用水热法合成[zn3(btc)2(bimb)2(h2o)2](h2o)3。

本发明提供的技术方案为:

一种荧光材料,所述荧光材料的名称为[zn3(btc)2(bimb)2(h2o)2](h2o)3,如式(ⅰ)所示:c54h44n8o17zn3(ⅰ),分子量为:1273.08,其中btc为均苯三甲酸离子,bimb为4,4'-二(1-咪唑基)联苯,h3btc为均苯三甲酸。

进一步,所述荧光材料[zn3(btc)2(bimb)2(h2o)2](h2o)3在318nm的入射光照射下产生1005a.u.强度的385nm的荧光。

进一步,所述荧光材料[zn3(btc)2(bimb)2(h2o)2](h2o)3晶体结构数据见表一,主要键长和键角数据见表二,氢键键长和键角见表三:

表一:[zn3(btc)2(bimb)2(h2o)2](h2o)3的晶体学参数

表二:[zn3(btc)2(bimb)2(h2o)2](h2o)3的主要键长和键角(°)

表三:[zn3(btc)2(bimb)2(h2o)2](h2o)3的氢键键长和键角(°)

本发明还提供一种所述的荧光材料的制备方法,将六水合硝酸锌、均苯三甲酸、1,4-二(1-咪唑基)联苯、氢氧化钠、蒸馏水和乙醇混合于置于密闭容器中,在温度为120-180℃条件下反应2-6天后,过滤收集浅黄色块状晶体,得到所述荧光材料[zn3(btc)2(bimb)2(h2o)2](h2o)3。

进一步,所述六水合硝酸锌∶均苯三甲酸∶1,4-二(1-咪唑基)联苯∶氢氧化钠的摩尔比为3∶2∶2∶6,所述蒸馏水∶乙醇体积比为10∶3。

有益效果:

本发明的荧光材料新颖能在318nm的入射光照射下产生1005a.u.强度的385nm的荧光,相比现有技术的荧光材料热稳定性显著高,本发明的荧光材料热稳定性测试在400℃以上温度才开始分解,本发明的制备方法通过主要原料六水合硝酸锌、均苯三甲酸、1,4-二(1-咪唑基)联苯配位反应合成,原料易得,反应条件生产工艺简单,成本低廉、化学组分易于控制、重复性好并产量高等优点。

附图说明

图1为本发明[zn3(btc)2(bimb)2(h2o)2](h2o)3的结构图(对称操作代码:i-x+1,-y+1,-z+1;iix+1/2,-y+1/2,z+1/2;iiix+1,y,z;iv-x,-y,1-z;v-x+2,-y+1,-z;vix-1/2,-y+1/2,z-1/2;viix-1,y,z);

图2为本发明[zn3(btc)2(bimb)2(h2o)2](h2o)3的二维层状图;

图3为本发明[zn3(btc)2(bimb)2(h2o)2](h2o)3及配体h3btc,bimb的荧光光谱图;

图4为本发明[zn3(btc)2(bimb)2(h2o)2](h2o)3的热稳定图。

具体实施方式

结合下面实施例对本发明做进一步的详细说明,以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

实施例1:

[zn3(btc)2(bimb)2(h2o)2](h2o)3的合成方法具体步骤为:

(1)将六水合硝酸锌(89.1mg,0.3mmol)、均苯三甲酸(42.1mg,0.2mmol)、1,4-二(1-咪唑基)联苯(57.3mg,0.2mmol)、氢氧化钠(24.1mg,0.6mmol)和蒸馏水(10ml)、乙醇(3ml)混合于聚四氟乙烯反应釜中并封好,随后将反应釜放入烘箱中在150℃温度条件下反应四天后,自然冷却至室温,过滤收集浅黄色块状晶体,在空气中自然晾干,即得到[zn3(btc)2(bimb)2(h2o)2](h2o)3。通过单晶衍射仪测定[zn3(btc)2(bimb)2(h2o)2](h2o)3的结构,晶体结构数据见表一,主要键长和键角数据见表二,氢键键长和键角见表三。产量:89.12mg,产率:70%。

(2)取步骤(1)所得[zn3(btc)2(bimb)2(h2o)2](h2o)3,配体h3btc,bimb进行室温固态荧光测试,得到荧光光谱曲线如附图3,[zn3(btc)2(bimb)2(h2o)2](h2o)3在318nm的入射光照射下产生1005a.u.强度的385nm的荧光,将产品进行热稳定性测试如图4所示,[zn3(btc)2(bimb)2(h2o)2](h2o)3在400℃以上的温度才热分解,本发明的荧光材料热稳性良好。

实施例2:

[zn3(btc)2(bimb)2(h2o)2](h2o)3的合成方法具体步骤为:

(1)将六水合硝酸锌(445.5mg,1.5mmol)、均苯三甲酸(210.5mg,1mmol)、1,4-二(1-咪唑基)联苯(286.5mg,1mmol)、氢氧化钠(120.5mg,3mmol)和蒸馏水(50ml)、乙醇(15ml)混合于聚四氟乙烯反应釜中并封好,随后将反应釜放入烘箱中在150℃反应四天后,自然冷却至室温,过滤收集浅黄色块状晶体,在空气中自然晾干,即得到[zn3(btc)2(bimb)2(h2o)2](h2o)3。通过单晶衍射仪测定[zn3(btc)2(bimb)2(h2o)2](h2o)3的结构,晶体结构数据见表一,主要键长和键角数据见表二,氢键键长和键角见表三。产量:477.4mg,产率:75%。

(2)取步骤(1)所得[zn3(btc)2(bimb)2(h2o)2](h2o)3,配体h3btc,bimb进行室温固态荧光测试,得到荧光光谱曲线如附图3,[zn3(btc)2(bimb)2(h2o)2](h2o)3在318nm的入射光照射下产生1005a.u.强度的385nm的荧光。

尽管发明的实施方案已公开如上,但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用,它完全可以被适用于各种适合本发明的领域,对于熟悉本领域的人员而言,可容易地实现另外的修改,因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下,本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的配比示例。

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