EurJIC:利用“捕获-检测”机制检测苦味酸的新型荧光金属-有机框架材料

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苦味酸(PA)是一种在军事和工业生产上有着重要应用的有机物,然而其高爆炸性、代谢毒性和环境危害性使得PA的高效检测成为其风险监测与安全生产的必要前提。基于荧光淬灭或荧光增强效应的荧光金属-有机框架材料(LMOF)由于简单、快速、廉价的特点受到广泛关注,但由于MOF与PA之间的联系不够紧密,导致荧光选择性不高,荧光检测效率仍存在较大提升空间。


近日,北京理工大学杨利教授与韩纪旻副研究员筛选并确定了一种LMOF,NDC-Zn,作为特异性识别并检测PA的候选化学传感器材料。NDC-Zn孔道的最小横截面积略大于PA,小于其他常见硝基类小分子有机物,且刚性配体呈交替锯齿形排列。这种独特的拓扑结构仅允许PA分子进入孔道内部,一定程度上实现了对PA分子的特异性捕获。在此基础上,由于更紧密而广泛的相互作用,荧光淬灭效应得到显著增强,从而实现了对PA分子的特异性检测。



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研究发现,NDC-Zn在9种硝基待测物中对PA表现出高度的选择性,同时相比传统检测机理下的其他LMOF传感器具有更高的灵敏度,体现了捕获-检测机制的优越性。除此之外,固态试纸检测取得了良好的结果,在日光灯下也能观察到PA的褪色现象。分子轨道能级计算结果表明,PA在各待测物中较低的LUMO轨道能级为光致电子转移(PET)的发生提供了良好的条件。该研究介绍了一种具有前景的检测PA的化学传感器材料,也为未来关于LMOF传感器的研发提供了新的思路。

文信息

A Luminescent Metal-Organic Framework with Boosted Picric Acid Fluorescence Detection Performance via a Complementary Capture-Quench Mechanism

Prof. Li Yang, Momang Tian, Jian Qin, Dr. Yuewen Lu, Dr. Qian Yu, Dr. Ji-Min Han


European Journal of Inorganic Chemistry

DOI: 10.1002/ejic.202300089




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