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一种镉(ΙΙ)配位聚合物的合成及其作为Fe3+和Mn2+双响应荧光化学传感器的表现

2021-04-02王晓玲吴大雨

合成化学 2021年3期

王晓玲,吴大雨

(常州大学 石油化工学院,江苏 常州 213164)

金属有机框架(Metal-organic Frameworks,MOFs)材料是由无机金属离子与有机配体设计组装而成的,具有结构稳定、孔隙率高、比表面积大、孔道尺寸和结构可调及功能更加多样等优点,在光学[1-6]、催化[7-8]、吸附与分离[9-10]、磁学[11-12]等领域有巨大的应用潜力。

随着现代工业的高速发展,化学重金属离子对世界范围内的水质污染日渐严重。我国不少地下水源含有过量的金属离子,如Fe3+,Mn2+,Cr3+,CrO42-等。铁、锰是人生长过程中必要的微量元素,Fe3+在人体血红蛋白形成,脑和肌肉功能的代谢过程中有重要作用,还会影响DNA和RNA合成中的电子转移,氧存储和运输过程[13-15]。工业发展导致Mn2+和Fe3+已逐渐成为水生系统中的主要无机污染物。因此,科学家们致力于制备高灵敏度和高选择性的多功能MOFs荧光传感器,以检测这些水污染的金属离子。

以Tipa、富马酸(H2fuma)为有机配体,与金属盐Cd(NO3)2·6H2O溶剂热合成了一种新的Cd(ΙΙ)配位聚合物[Cd(fuma)(Tipa)3Cl]n(CP1),其结构经X-射线单晶衍射,IR,元素分析表征,并研究了其激发依赖荧光与变温荧光性质,对其检测Fe3+和Mn2+的双响应荧光化学传感器的性能做了一定探究。

1 实验部分

1.1 仪器与试剂

FT-IR-960 型红外光谱仪(KBr 压片);CE-440(Leemanlabs)型元素分析仪;PHOTON 100 CMOS detector 型X-射线单晶衍射仪;FS5型荧光仪。

Tipa根据文献[16]方法合成;H2fuma和Cd(NO3)2·6H2O,分析纯,安耐吉试剂公司;其余所用试剂均为分析纯或化学纯。

1.2 配合物1的合成

在25 mL内衬聚四氟乙烯的不锈钢反应釜中依次加入H2fuma 11.6 mg(0.1 mmol),Tipa 44.3 mg (0.1 mmol),Cd(NO3)2·6H2O 29.7 mg(0.1 mmol),DMF 5 mL,HCl 5 mL(浓度为2.4 mmol/L)后,100 ℃下反应3 d。反应结束后自然降至室温得无色片状固体1,产率27%(以Cd(NO3)2·6H2O计);IRν:534,557,621,653,698,737,752,824,928,962,980,1066,1122,1190,1306,1398,1520 cm-1;Anal.Calcd for C29H22N7O2.5ClCd:C 53.06,H 3.38,N 14.94,found C 52.98,H 3.42,N 14.87。

1.3 晶体结构

在具有石墨-单色Mo Kα辐射(λ=0.71073 Å)的单晶衍射仪上收集293K时测量的CP1的衍射强度数据。……

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