基于2-(4-甲基苯甲酰)苯甲酸的稀土材料及其制备方法和应用

本发明涉及稀土配合物，特别涉及一种基于2-(4-甲基苯甲酰)苯甲酸的稀土材料及其制备方法和应用。

背景技术：

1、随着工业化的持续推进，所引发的水体污染也日益严重，其中以铬离子为代表的重金属离子导致的水质恶化问题尤为突出。铬离子通常以cr(ⅲ)和cr(ⅵ)价为主，cr(ⅵ)的毒性约是cr(ⅲ)的上百倍。cro42-是cr(ⅵ)的最常见形态，铬酸根(cro42-)可以在人体内富集，对人体产生致畸、致癌等危害。铬酸根主要侵害皮肤和呼吸道，出现皮肤黏膜的刺激和腐蚀作用，如皮炎、溃疡、鼻炎、鼻中隔穿孔、咽炎等；可损害人体皮肤及呼吸道，形成很深的溃疡(又称铬疮)。铬疮出现后，铬毒素进入人体血液沉淀。重者损害肾功能出现衰竭，如不及时抢救，患者会很快死亡。

2、稀土离子配合物拥有光致发光的独特性能，如今在激光材料、光纤通讯和荧光探针等领域都能看到稀土配合物光致发光性所发挥的作用。鉴于铬酸根离子的污染对人体的危害，开发出能够识别和检测环境中有害的铬酸根离子的荧光探针将是亟待解决的问题。

技术实现思路

1、本发明的目的之一是提供一种新的稀土铕(iii)稀土材料，该稀土材料荧光强度及单色性好。

2、为了实现上述目的，本发明提供一种基于2-(4-甲基苯甲酰)苯甲酸的稀土材料，其化学式为：eu2(c15h11o3)6(2,2′-bipy)2；晶体学数据为：晶体属单斜晶系，空间群p21/n；晶胞参数为:β＝103.966(10)°，dc＝1.496g/cm3，z＝2，f(000)＝2080.0；最终偏离因子r1＝0.1247,wr2＝0.1776。

3、其中，上述基于2-(4-甲基苯甲酰)苯甲酸的稀土材料的结构式为：

4、

5、另外，本发明还提供一种基于2-(4-甲基苯甲酰)苯甲酸的稀土材料的制备方法，其包括以下步骤：

6、将适量2-(4-甲基苯甲酰)苯甲酸和六水硝酸铕加入到反应容器中，加入水和甲醇组成的第一混合溶剂，在所述水和甲醇组成的第一混合溶剂中，所述水和甲醇的体积比为1：(1～3)；再加入氢氧化钠溶液调节溶液ph值至5-6；在混合溶液的液面上加入由水和甲醇组成的第二混合溶剂以及溶有2,2′-联吡啶的甲醇溶液，使溶液分层，在所述水和甲醇组成的第二混合溶剂中，所述水和甲醇的体积比为1：(1～4)；在保证可透气的条件下盖住反应容器，于室温下静置一段时间后，于反应容器中得到无色晶体，即为基于2-(4-甲基苯甲酰)苯甲酸的稀土材料。

7、优选地，在所述水和甲醇组成的第一混合溶剂中，所述水和甲醇的体积比为1：1。

8、优选地，在所述水和甲醇组成的第二混合溶剂中，所述水和甲醇的体积比为1：2。

9、其中，所述2-(4-甲基苯甲酰)苯甲酸和六水硝酸铕的摩尔比为(0.35～0.55)：(0.25～0.50)。

10、优选地，所述2-(4-甲基苯甲酰)苯甲酸和六水硝酸铕的摩尔比为0.41：0.39。

11、其中，所述2-(4-甲基苯甲酰)苯甲酸和六水硝酸铕与所述水和甲醇组成的第一混合溶剂的配比为每0.35～0.55mmol 2-(4-甲基苯甲酰)苯甲酸和每0.25～0.50mmol六水硝酸铕对应7～13ml水和甲醇组成的第一混合溶剂。

12、优选地，所述2-(4-甲基苯甲酰)苯甲酸和六水硝酸铕与所述水和甲醇组成的第一混合溶剂的配比为每0.41mmol 2-(4-甲基苯甲酰)苯甲酸和每0.39mmol六水硝酸铕对应10ml水和甲醇组成的第一混合溶剂。

13、其中，所述水和甲醇组成的第一混合溶剂与所述水和甲醇组成的第二混合溶剂的体积比为(7～13)：(2～5)。

14、优选地，所述水和甲醇组成的第一混合溶剂与所述水和甲醇组成的第二混合溶剂的体积比为10:4。

15、其中，所述水和甲醇组成的第二混合溶剂与所述溶有2,2′-联吡啶的甲醇溶液的体积比为(2～5)：(1～4)。

16、优选地，所述水和甲醇组成的第二混合溶剂与所述溶有2,2′-联吡啶的甲醇溶液的体积比为4:3。

17、其中，每1～4ml溶有2,2′-联吡啶的甲醇溶液中含有0.28～0.53mmol 2,2′-联吡啶。

18、优选地，每3ml溶有2,2′-联吡啶的甲醇溶液中含有0.42mmol2,2′-联吡啶。

19、上述基于2-(4-甲基苯甲酰)苯甲酸的稀土材料可作为发光材料进行应用。

20、此外，上述基于2-(4-甲基苯甲酰)苯甲酸的稀土材料还可以应用在铬酸根离子荧光探针中。

21、最后，上述基于2-(4-甲基苯甲酰)苯甲酸的稀土材料还可以用于含铬酸根离子溶液中cro42-浓度检测，具体而言，在cro42-浓度不超过1.50mmol.l-1的待测溶液中，用所述基于2-(4-甲基苯甲酰)苯甲酸的稀土材料作为探针材料，按下式得出待测溶液中cro42-浓度值：

22、i0/i＝0.9913+217.13[cro42-]；

23、上式中，i0为所述基于2-(4-甲基苯甲酰)苯甲酸的稀土材料在空白溶液(水)中的荧光强度，i为所述基于2-(4-甲基苯甲酰)苯甲酸的稀土材料在待测铬酸根离子溶液中的荧光强度，[cro42-]为待测溶液中的cro42-浓度，cro42-浓度单位为mmol.l-1。

24、上述基于2-(4-甲基苯甲酰)苯甲酸的稀土材料的荧光强度及单色性好，在三用紫外灯下，当激发波长为254nm时，能够发出很强的红色荧光。并且该基于2-(4-甲基苯甲酰)苯甲酸的稀土材料对铬酸根离子(cro42-)的探测表现出优异的选择性，当cro42-溶液浓度在0.00-1.50mmol.l-1的范围内时，上述基于2-(4-甲基苯甲酰)苯甲酸的稀土材料在水中的荧光强度与其在铬酸根离子溶液中的荧光强度的比值与cro42-浓度呈现极强的线性关系，故该基于2-(4-甲基苯甲酰)苯甲酸的稀土材料可以作为荧光探针识别cro42-。而且，本发明采用扩散法在常温下合成基于2-(4-甲基苯甲酰)苯甲酸的稀土材料，节能环保。同时本发明所用到的合成装置简单，操作也简单。

技术特征：

1.基于2-(4-甲基苯甲酰)苯甲酸的稀土材料，其特征在于，化学式为：eu2(c15h11o3)6(2,2΄-bipy)2 ；晶体学数据为：晶体属单斜晶系，空间群p21/n；晶胞参数为: a=14.9718(15)å，b=13.5771(12)å，c=23.095(2)å，β=103.966(10)º，v=4555.8(8)å3，dc=1.496g/cm3，z=2，f(000)= 2080.0；最终偏离因子r1=0.1247, wr2=0.1776。

2.权利要求1所述基于2-(4-甲基苯甲酰)苯甲酸的稀土材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

3.根据权利要求2所述的基于2-(4-甲基苯甲酰)苯甲酸的稀土材料的制备方法，其特征在于：所述2-(4-甲基苯甲酰)苯甲酸和六水硝酸铕的摩尔比为（0.35～0.55）：（0.25～0.50）。

4.根据权利要求2所述的基于2-(4-甲基苯甲酰)苯甲酸的稀土材料的制备方法，其特征在于：所述2-(4-甲基苯甲酰)苯甲酸和六水硝酸铕与所述水和甲醇组成的第一混合溶剂的配比为每0.35～0.55mmol 2-(4-甲基苯甲酰)苯甲酸和每0.25～0.50mmol六水硝酸铕对应7 ～13ml水和甲醇组成的第一混合溶剂。

5.根据权利要求2所述的基于2-(4-甲基苯甲酰)苯甲酸的稀土材料的制备方法，其特征在于：所述水和甲醇组成的第一混合溶剂与所述水和甲醇组成的第二混合溶剂的体积比为（7～13）：（2～5）。

6.根据权利要求2所述的基于2-(4-甲基苯甲酰)苯甲酸的稀土材料的制备方法，其特征在于：所述水和甲醇组成的第二混合溶剂与所述溶有2,2΄-联吡啶的甲醇溶液的体积比为（2～5）：（1～4）。

7.根据权利要求2所述的基于2-(4-甲基苯甲酰)苯甲酸的稀土材料的制备方法，其特征在于：每1～4ml溶有2,2΄-联吡啶的甲醇溶液中含有0.28～0.53 mmol 2,2΄-联吡啶。

8.权利要求1所述的基于2-(4-甲基苯甲酰)苯甲酸的稀土材料在发光材料中的应用。

9.权利要求1所述的基于2-(4-甲基苯甲酰)苯甲酸的稀土材料在铬酸根离子荧光探针中的应用。

10.权利要求1所述的基于2-(4-甲基苯甲酰)苯甲酸的稀土材料在含铬酸根离子溶液中cro42- 浓度检测的应用，其特征在于：在cro42- 浓度不超过1.50 mmol.l-1的待测溶液中，用所述基于2-(4-甲基苯甲酰)苯甲酸的稀土材料作为探针材料，按下式得出待测溶液中cro42- 浓度值：

技术总结
基于2‑(4‑甲基苯甲酰)苯甲酸的稀土材料及其制备方法和应用，涉及稀土配合物技术领域。前述基于2‑(4‑甲基苯甲酰)苯甲酸的稀土材料的化学式为：Eu<subgt;2</subgt;(C<subgt;15</subgt;H<subgt;11</subgt;O<subgt;3</subgt;)<subgt;6</subgt;(2,2΄‑bipy)<subgt;2</subgt;；晶体学数据为：晶体属单斜晶系，空间群P2<subgt;1</subgt;/n；晶胞参数为:a=14.9718(15)Å，b=13.5771(12)Å，c=23.095(2)Å，β=103.966(10)º，V=4555.8(8)Å<supgt;3</supgt;，Dc=1.496g/cm<supgt;3</supgt;，Z=2，F(000)=2080.0；最终偏离因子R<subgt;1</subgt;=0.1247,wR<subgt;2</subgt;=0.1776。上述稀土材料荧光强度及单色性好，在三用紫外灯下，当激发波长为254 nm时，能够发出很强的红色荧光。并且该稀土材料对铬酸根离子(CrO<subgt;4</subgt;<supgt;2‑</supgt;)的探测表现出优异的选择性，当CrO<subgt;4</subgt;<supgt;2‑</supgt;溶液浓度在0.00‑1.50 mmol.L<supgt;‑1</supgt;的范围内时，上述稀土材料在水中的荧光强度与其在铬酸根离子溶液中的荧光强度的比值与CrO<subgt;4</subgt;<supgt;2‑</supgt;浓度呈现极强的线性关系，故该稀土材料可以作为荧光探针识别CrO<subgt;4</subgt;<supgt;2‑</supgt;。

技术研发人员：杨颖群,李薇,何筱凡
受保护的技术使用者：衡阳师范学院
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15