一种纳米花状Ti-MOF荧光探针材料及其制备方法与应用技术

本发明专利技术属于荧光检测领域并公开了一种纳米花状Ti‑MOF荧光探针材料及其制备方法与应用，制备方法包括：Ti(i‑OPr)4在搅拌状态下分散于冰醋酸溶液中；然后将混合溶液转移至聚四氟乙烯内衬中，在150℃反应48h，去除上层清液，得到白色沉淀物；将白色沉淀物重新分散于去离子水中，然后加入124mg的2,5‑二羟基对苯二甲酸，然后将溶液转移至30mL的聚四氟乙烯内衬中，在150℃的反应下反应48h；将得到的红色晶体离心洗涤，便得到纳米花状Ti‑MOF荧光探针材料；纳米花状Ti‑MOF荧光探针材料用于对三价铝离子进行荧光检测和吸附。本发明专利技术得到的纳米花状Ti‑MOF荧光探针材料敏感性高、光稳定性好、受其他离子干扰性小，而且制备方法简单、不会造成环境二次污染。

【技术实现步骤摘要】
一种纳米花状Ti-MOF荧光探针材料及其制备方法与应用
本专利技术涉及荧光检测
，尤其涉及一种纳米花状Ti-MOF荧光探针材料及其制备方法与应用。
技术介绍
随着现代社会的发展，环境中金属离子污染的问题越来越受到人们的关注。铝元素(Al)广泛存在于环境和人类的生活之中。过度的铝元素摄取能够阻碍植物的生长，同时它也是人类老年痴呆症和帕金森综合征的诱导因素之一。根据世界卫生组织的标准，人体日常铝的摄入量大约为3到10mg，每周的安全摄入量为每千克体重7mg，规定饮用水中铝元素的最大浓度不得超过7.41μM。由于铝元素在环境中以及人体中主要以离子形式存在，因此铝离子的检测和去除对于环境监测和人体生命安全显得至关重要。由于铝元素的污染性和高毒性，研究者们在发展检测和去除铝离子的新方法上投入了大量的精力。例如，原子吸收或发射光谱法、电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)、伏安分析法以及荧光分析法已经被用于水环境中高灵敏的检测铝离子。其中，基于荧光的化学传感器，以其简便性、低成本、方便快捷、高灵敏、实时监测功能、以及裸眼可识别性等优点，被认为是检测铝离子的潜在分析方法。然而，铝离子由于缺乏本质的光谱特征、配位性较差且水和能力较强，使得利用荧光分析法高灵敏和高选择性的检测铝离子仍然是一项挑战。另一方面，从污染的水中去除有毒的金属离子对于修复水环境是非常有必要的。现今，一些技术已经在发展分离各种各样的污染样品的有毒金属，例如氧化还原的共沉淀、化学沉积、离子置换、膜过滤、吸附以及固相萃取等技术。在这些技术当中，由于吸附方法的易操作性以及吸附剂的易获得性，使得吸附技术被认为是去除污染水环境中的铝离子最节约成本、有效的方法。常见的吸附剂有壳聚糖、Fe3O4/TEOS/AMEO/GA、活性炭、聚丙烯腈材料等。然而，遗憾的是，之前大多数研究要么是聚焦于功能化修饰材料以提高其选择性及灵敏性，要么是聚焦于合成不同的吸附材料来改善对重金属离子的吸附量。这种研究极大程度的阻碍了材料在实际应用中的发展。
技术实现思路
针对现有技术中的上述不足之处，本专利技术提供了一种纳米花状Ti-MOF荧光探针材料及其制备方法与应用。本专利技术为解决上述技术问题，采用以下技术方案来实现：设计一种纳米花状Ti-MOF荧光探针材料的制备方法，包括以下步骤：步骤一：首先取128-238mg的Ti(i-OPr)4在搅拌状态下分散于10mL冰醋酸溶液中直至混合溶液变成牛奶状乳浊液；然后将所述的的混合溶液转移至30mL的聚四氟乙烯内衬中，在150℃的反应釜下反应48h；最后，待反应釜温度降至室温后，离心去除上层清液，再用去离子水洗涤三次，得到白色沉淀物；步骤二：首先将步骤一制得的白色沉淀物重新分散于10mL的去离子水中，然后在搅拌状态下加入84-164mg的2,5-二羟基对苯二甲酸，继续搅拌直至全部均匀分散于溶液中；然后将溶液转移至30mL的聚四氟乙烯内衬中，在150℃的反应釜下反应48h；最后当反应结束以后，将得到的红色晶体依次用去离子水、乙醇和二甲基甲酰胺离心洗涤，便得到所述的纳米花状Ti-MOF荧光探针材料。优选的，所述步骤二制得的纳米花状Ti-MOF荧光探针材料置于4℃以下环境中保存。优选的，所述的纳米花状Ti-MOF荧光探针材料是由大量的纳米级花瓣状结构组成，其具有绿色的荧光，外形为单分散的分级花状结构，直径在1-3μm之间。本专利技术提供的一种纳米花状Ti-MOF荧光探针材料，采用如上任一项制备方法制备而成。本专利技术提供的一种如上所述的纳米花状Ti-MOF荧光探针材料的用途：用于对三价铝离子进行荧光检测和吸附。优选的，所述的纳米花状Ti-MOF荧光探针材料在多种干扰离子共存的条件下选择检测三价铝离子，对铝铬离子的检测范围为0.4-15μmol/L，最低检测限为0.075μmol/L；所述的纳米花状Ti-MOF荧光探针材料对铝离子最大吸附量为25.85mg·g-1，吸附速率快且符合拟二级动力学模型。专利技术提出的一种基于量子通信的计算机视觉系统，有益效果在于：(1)本专利技术所提供的纳米花状Ti-MOF荧光探针材料通过两步水热法制备而成的三维分级构造的微纳结构并同时具有吸附和荧光检测的双功能，极大的改善该荧光探针对金属离子的荧光传感性能和吸附性能；(2)本专利技术所提供的纳米花状Ti-MOF荧光探针材料对水溶液中的铝离子具有较好的识别能力，并且具有敏感性高、光稳定性好、受其他离子干扰性小、检测限低等优点，可以用于水体中铝离子的快速检测；(3)本专利技术所提供的纳米花状Ti-MOF荧光探针材料的制备方法不仅合成路线短，合成过程简便、不会造成环境二次污染，而且降低了合成材料对荧光探针的影响，提高了荧光探针的准确性。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。图1为本专利技术实施例1-5所制得的纳米花状Ti-MOF荧光探针材料的形貌结构示意图；图2为本专利技术实施例3所制得的纳米花状Ti-MOF荧光探针材料的XRD谱图、红外光谱示意图；图3为本专利技术实施例3所制得的纳米花状Ti-MOF荧光探针材料的荧光激发光谱和荧光发射光谱；图4为本专利技术实施例3所制得的纳米花状Ti-MOF荧光探针材料的荧光强度在紫外灯照射下随时间的变化示意图；图5为本专利技术实施例3所制得的纳米花状Ti-MOF荧光探针材料在不同浓度硝酸钠和pH存在条件下的荧光强度对比示意图；图6为本专利技术实施例3所制得的纳米花状Ti-MOF荧光探针材料对不同浓度的铝离子进行荧光检测的荧光光谱示意图；图7为本专利技术实施例3所制得的纳米花状Ti-MOF荧光探针材料在不同干扰离子存在条件下的荧光强度对比示意图；图8为本专利技术实施例3所制得的纳米花状Ti-MOF荧光探针材料的荧光强度在加入Al(III)前后随时间的变化示意图；图9为对本专利技术实施例3中制得的纳米花状Ti-MOF荧光探针材料对铝离子的吸附动力学曲线和吸附等温线示意图；图10为本专利技术制备方法的化学反应示意图。具体实施方式下面结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术的保护范围。下面对本专利技术提供的纳米花状Ti-MOF荧光探针材料及其制备方法与应用进行详细描述。本专利技术的一种纳米花状Ti-MOF荧光探针材料的制备方法，包括如下步骤步骤一：首先取178mg的Ti(i-OPr)4在搅拌状态下分散于10mL冰醋酸溶液中直至混合溶液变成牛奶状乳浊液；然后将所述的的混合溶液转移至30mL的聚四氟乙烯内衬中，在150℃的反应釜下反应48h；最后，待反应釜温度降至室温后，离心去除上层清液，再用去离子水洗涤三次，得到白色沉淀物；步骤二：首先将步骤一制得的白色沉淀物重新分散于10mL的去离子水中，然后在搅拌状态下加入124mg的2,5-二羟基对苯二甲酸，继续搅拌直至全部均匀分散于溶液中；然后将溶液转移至30mL的聚四氟乙烯内衬本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种纳米花状Ti‑MOF荧光探针材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一：首先取128‑238mg的Ti(i‑OPr)4在搅拌状态下分散于10mL冰醋酸溶液中直至混合溶液变成牛奶状乳浊液；然后将所述的的混合溶液转移至30mL的聚四氟乙烯内衬中，在150℃的反应釜下反应48h；最后，待反应釜温度降至室温后，离心去除上层清液，再用去离子水洗涤三次，得到白色沉淀物；步骤二：首先将步骤一制得的白色沉淀物重新分散于10mL的去离子水中，然后在搅拌状态下加入84‑164mg的2,5‑二羟基对苯二甲酸，继续搅拌直至全部均匀分散于溶液中；然后将溶液转移至30mL的聚四氟乙烯内衬中，在150℃的反应釜下反应48h；最后当反应结束以后，将得到的红色晶体依次用去离子水、乙醇和二甲基甲酰胺离心洗涤，便得到所述的纳米花状Ti‑MOF荧光探针材料。

【技术特征摘要】
1.一种纳米花状Ti-MOF荧光探针材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一：首先取128-238mg的Ti(i-OPr)4在搅拌状态下分散于10mL冰醋酸溶液中直至混合溶液变成牛奶状乳浊液；然后将所述的的混合溶液转移至30mL的聚四氟乙烯内衬中，在150℃的反应釜下反应48h；最后，待反应釜温度降至室温后，离心去除上层清液，再用去离子水洗涤三次，得到白色沉淀物；步骤二：首先将步骤一制得的白色沉淀物重新分散于10mL的去离子水中，然后在搅拌状态下加入84-164mg的2,5-二羟基对苯二甲酸，继续搅拌直至全部均匀分散于溶液中；然后将溶液转移至30mL的聚四氟乙烯内衬中，在150℃的反应釜下反应48h；最后当反应结束以后，将得到的红色晶体依次用去离子水、乙醇和二甲基甲酰胺离心洗涤，便得到所述的纳米花状Ti-MOF荧光探针材料。2.根据权利要求1所述的一种纳米花状Ti-MOF荧光探针材料的制备方法，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：周宏建，宋杰瑶，张云霞，张海民，汪国忠，赵惠军，
申请(专利权)人：中国科学院合肥物质科学研究院，
类型：发明
国别省市：安徽,34