一种Zn-K-MOF多孔材料及其合成方法和应用

本发明属于金属有机框架材料制备，具体涉及一种zn-k-mof多孔材料及其合成方法和应用。

背景技术：

1、对于人体而言，精氨酸(arg)是一种碱性的必需氨基酸，可以催化鸟氨酸循环的进行，促进尿素的形成；此外，arg还是维持婴幼儿生长发育必不可少的氨基酸。赖氨酸(lys)是人类和哺乳动物的必需氨基酸之一，而且无法自身合成，必须从食物中获取。lys在促进人体生长发育、增强机体免疫力等方面都具有积极的生理学意义，对于人体意义非常，传统的检测arg和lys的方法，如气相色谱、拉曼光谱等，虽然准确性、稳定性高，但存在操作复杂、价格昂贵、使用要求高等不便之处。

2、因此提供一种高效简便的检测lys和arg的方法是当务之急。

技术实现思路

1、本发明旨在至少解决上述现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提供的zn-k-mof多孔材料制备简单，利用zn-k-mof对环境中的氨基酸进行检测，对arg、lys有良好的选择性，可实现对arg、lys的特异性识别检测。

2、本发明的第二方面提出了一种所述zn-k-mof多孔材料的制备方法。

3、本发明的第三方面提出了一种所述zn-k-mof多孔材料在氨基酸检测中的应用。

4、根据本发明的第一方面实施例的一种zn-k-mof多孔材料，所述zn-k-mof的分子式为c74h30k3n2o13zn；所述zn-k-mof是由zn、k离子为节点，4,4’-(9,10-蒽二基二-1,1-亚乙二基)双-苯甲酸配体为支柱构成的金属有机骨架材料。

5、根据本发明的第一方面的实施例至少具有以下有益效果：

6、本发明提供的zn-k-mof多孔材料的配合物稳定性好，利于保存，且对arg、lys有良好的选择性，可实现对arg、lys的特异性识别检测，检测操作简单方便且灵敏度高。

7、根据本发明的一些实施例，所述zn-k-mof多孔材料的中各组分的重量百分比为，碳(66.11％～67.32％)、氢(2.05％～2.47％)、钾(2.02％～3.14％)、氮(1.83％～2.36％)、氧(14.02％～16.13％)、锌(4.60％～5.09％)。

8、根据本发明的一些实施例，所述zn-k-mof多孔材料的摩尔质量m＝1337.69g/mol。

9、根据本发明的一些实施例，单斜晶系，晶胞参数为：a＝45.116(2),dc＝1.410g cm-3,f000＝2716.0,t＝296(2)k,2θ＝54.98°,z＝4。

10、根据本发明的第二方面实施例的一种所述zn-k-mof多孔材料的制备方法，包括：将锌源、钾源、4,4’-(9,10-蒽二基二-1,1-亚乙二基)双-苯甲酸配体分散后反应。

11、根据本发明的第二方面的实施例至少具有以下有益效果：

12、本发明得到的制备方法制备得到的zn-k-mof多孔材料单晶具有晶型好，产率高，热稳定性好等优点。

13、根据本发明的一些实施例，所述锌源包括硝酸锌，硫酸锌。

14、根据本发明的一些实施例，所述钾源包括醋酸钾。

15、醋酸或醋酸根作为水热/溶剂法合成金属有机框架材料中常用的调节剂，可以调节所合成的zn-k-mof的晶体大小和产率。因此，以醋酸钾作为钾源制备得到的zn-k-mof质量和产率比其他无机钾源，如硝酸钾、硫酸钾，更高。

16、根据本发明的一些实施例，所述锌源、所述钾源和所述4,4’-(9,10-蒽二基二-1,1-亚乙二基)双-苯甲酸的摩尔比为1～1.1：2～2.3：60～63。

17、根据本发明的一些实施例，所述分散的过程包括振动。

18、根据本发明的一些实施例，所述振动包括超声振动。

19、根据本发明的一些实施例，所述超声振动的时间为15～20分钟。

20、根据本发明的一些实施例，所述反应的容器包括聚四氟乙烯的反应釜。

21、根据本发明的一些实施例，所述反应的反应体系中还包括溶剂。

22、根据本发明的一些实施例，所述溶剂包括n，n-二甲基乙酰胺，n，n-二甲基甲酰胺。

23、根据本发明的一些实施例，所述反应的温度为100～120℃。

24、根据本发明的一些实施例，所述反应的时间为2～3天。

25、根据本发明的一些实施例，所述反应后还包括洗涤、干燥。

26、根据本发明的一些实施例，所述洗涤的溶剂包括n,n-二甲基乙酰胺、无水乙醇和去离子水中的至少一种。

27、本发明中通过洗涤至洗涤得到的洗涤液为无色，可以保证把晶体表面的杂质洗掉，得到立方体状橙色晶体，以配体计算，最终获得的产物产率为80％。

28、根据本发明的一些实施例，所述反应完毕后，所述洗涤前还包括冷却。

29、根据本发明的一些实施例，所述冷却的速率为5～6℃/h。

30、根据本发明的一些实施例，所述反应完毕后，所述冷却后的温度为室温。

31、根据本发明的第三方面实施例的一种zn-k-mof多孔材料在氨基酸检测中的应用。

32、根据本发明的一些实施例，所述氨基酸包括精氨酸和赖氨酸。

33、根据本发明的一些实施例，所述zn-k-mof多孔材料在精氨酸检测中的最低检测限为1.397×10-4m。

34、根据本发明的一些实施例，所述精氨酸对所述zn-k-mof多孔材料的单晶的增强常数为3.08×104。

35、根据本发明的一些实施例，所述zn-k-mof多孔材料在赖氨酸检测中的最低检测限为1.502×10-4m。

36、根据本发明的一些实施例，所述赖氨酸对所述zn-k-mof多孔材料的单晶的增强常数为2.636×104。

37、本发明提供了一种zn-k-mof多孔材料的配合物稳定性好，利于保存，可以耐230℃高温灼烧，本身环保无污染，对人体无毒害作用，制备工艺简单，材料产率高，利用zn-k-mof多孔材料对环境中的氨基酸进行检测，能有效的检测两种重要的氨基酸；对arg、lys有良好的选择性，可实现对arg、lys的特异性识别检测，检测操作简单方便且灵敏度高，具有很高的实用性。

38、本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。

技术特征：

1.一种zn-k-mof多孔材料，其特征在于，所述zn-k-mof的分子式为c74h30k3n2o13zn；

2.一种如权利要求1所述的zn-k-mof多孔材料的制备方法，其特征在于，包括：将锌源、钾源、4,4’-(9,10-蒽二基二-1,1-亚乙二基)双-苯甲酸配体分散后反应。

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述锌源包括硝酸锌；优选地，所述钾源包括醋酸钾。

4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述锌源、所述钾源和所述4,4’-(9,10-蒽二基二-1,1-亚乙二基)双-苯甲酸的摩尔比为1～1.1：2～2.3：60～63。

5.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述分散的过程包括振动；所述振动包括超声振动；所述超声振动的时间为15～20分钟。

6.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述反应后还包括洗涤、干燥。

7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述洗涤的溶剂包括n,n-二甲基乙酰胺、无水乙醇和去离子水中的至少一种。

8.一种如权利要求1～7任一项所述的zn-k-mof多孔材料在氨基酸检测中的应用。

9.根据权利要求8所述的应用，其特征在于，所述氨基酸包括精氨酸和赖氨酸。

10.根据权利要求9所述的应用，其特征在于，所述zn-k-mof多孔材料在精氨酸检测中的最低检测限为1.397×10-4m；所述zn-k-mof多孔材料在赖氨酸检测中的最低检测限为1.502×10-4m。

技术总结
本发明公开了一种Zn‑K‑MOF多孔材料及其合成方法和应用，Zn‑K‑MOF的分子式为C74H30K3N2O13Zn；Zn‑K‑MOF是由Zn、K离子为节点，4,4’‑(9,10‑蒽二基二‑1,1‑亚乙二基)双‑苯甲酸配体为支柱构成的金属有机骨架材料；本发明提供的Zn‑K‑MOF多孔材料制备简单，利用Zn‑K‑MOF对环境中的氨基酸进行检测，对Arg、Lys有良好的选择性，可实现对Arg、Lys的特异性识别检测。

技术研发人员：徐海,陈小欢,贺喆,曾广斌,周立连,肖体乐
受保护的技术使用者：中南大学深圳研究院
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13