【摘 要】
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发光金属有机骨架材料(Luminescent metal-organic frameworks,LMOFs)是极具潜力的发光材料,具有快速响应,检测限低,选择性好等特点,在化学传感领域表现出广阔的应用前景。直接使用的LMOFs材料通常无法满足对分析物的检测需求,此时功能化的LMOFs材料走进大众视野,特别是可以在不破坏框架结构的前题下引入新的功能位点或基团的后合成修饰(Post-synthetic
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发光金属有机骨架材料(Luminescent metal-organic frameworks,LMOFs)是极具潜力的发光材料,具有快速响应,检测限低,选择性好等特点,在化学传感领域表现出广阔的应用前景。直接使用的LMOFs材料通常无法满足对分析物的检测需求,此时功能化的LMOFs材料走进大众视野,特别是可以在不破坏框架结构的前题下引入新的功能位点或基团的后合成修饰(Post-synthetic modification,PSM),通过该策略合成的LMOFs材料往往能够展现出更好的荧光特性和传感性能,是目前最为广泛的功能化LMOFs的合成方式。迄今为止,通过PSM制备的多种LMOFs传感器已用于检测阳离子、阴离子、生物分子、挥发性有机化合物、硝基芳香族爆炸物、气体等,极大的拓展了LMOFs材料的传感范围。本工作分别使用2-吡啶甲醛(2-PC)和罗丹明B(Rh B)作为后合成修饰LMOFs的材料,实现了对焦磷酸盐(PPi)和对苯二酚(HQ)的荧光检测。具体研究内容如下:1.通过TMU-17-NH2与2-PC的席夫碱反应成功制备了荧光传感材料TMU-PC,并将其应用于PPi的荧光检测。TMU-PC传感器是基于金属离子与PPi的相互作用构建的,在这里选择Cu2+作为介导离子,是因为Cu2+可以通过光电子转移(PET)机制猝灭TMU-PC的荧光,随后PPi的可以恢复TMU-PC被猝灭的荧光,形成“开-关-开”荧光传感器,从而实现对Cu2+和PPi的顺序检测。TMU-PC传感器对PPi具有30 s的快速响应时间,200-1000μM的宽线性范围,低检测限(3.50μM),以及良好的特异性。当TMU-PC用于人尿液和滑膜液样品中PPi的检测时,加标样品回收率在97.6%-102.9%范围内,相对标准偏差(RSD)小于2.0%(n=3)。2.通过向IRMOF-3的孔径内引入荧光染料Rh B,制备了具有双荧光发射的Rh B@IRMOF-3材料,并用于比率荧光检测HQ。在Rh B@IRMOF-3传感器中,IRMOF-3框架的蓝色荧光作为指示,Rh B的红色荧光作为参比。随着HQ的加入,蓝色荧光逐渐减弱,材料的荧光逐渐向红色转变,这是由于HQ与Rh B@IRMOF-3材料之间存在竞争能量转移所致。该传感器对HQ表现出极快的反应速度(15 s),较宽的线性范围(0-140 m M)以及较低的检测限(3.26 m M)。此外,该传感器被成功用于湖水和自来水样品中HQ的检测,加标样品回收率在98.3%-102.0%范围内,RSD小于1.9%(n=3)。
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