南开大学Angew:不稳定Zr(IV)-MOF的稳定性-性能调控实现自校准酸性传感器
纳米技术 纳米 2025-01-15

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不稳定介孔MOFs的实际应用通常受到其活化态的结构不稳定性的局限。但是,增强其稳定性可以展开其新功能。有鉴于此,南开大学卜显和院士、庞建东、德克萨斯A&M大学周宏才教授等报道使用含吡啶的两性连接体(PPTB),将新型介孔Zr(IV)-MOF NKM-809的后活化结构不稳定的缺点进行稳定化处理。

本文要点:

(1)

这项研究使用两种策略:混合分子配体(mixed-linker)合成和安装配体(linker installation)。在混合分子配体方法,合成过程中加入了一种类似于PPTB的辅助分子配体TPTB,提高了MOF的结构稳定性。在安装配体方法中,将双头羧酸盐配体(BPDC)用于NKM-809的配位不饱和位点。

这些策略构筑了稳定的衍生物结构NKM-808.X(X=χPPTB)和NKM-809-BPDC,它们在不同的激发波长具有随pH变化而响应的特定波长的双波长荧光(dual-wavelength fluorescence)。

(2)

值得注意的是,荧光在质子化和解离过程中产生方向相反的改变,因此成为具有高灵敏度、能够自校准的酸度传感器。在NKM-809-BPDC中,分子配体的额外激发淬灭(419 nm)最大限度地减少了本征的干扰,实现了改善性能和自我监测功能的集成。

理论计算确定了传感过程中能带在(n,π*)和(π,π*)之间的跃迁。

这些发现展示了稳定的介孔MOF的实际应用前景,对优化MOF材料的策略提供宝贵的见解和帮助。

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参考文献

Feifan Lang, Lulu Zhang, Yang Li, Xiao-Juan Xi, Jiandong Pang, Wenjun Zheng, Hong-Cai Zhou, Xian-He Bu, Retrieving the Stability and Practical Performance of Activation‐Unstable Mesoporous Zr(IV)‐MOF for Highly Efficient Self‐Calibrating Acidity Sensing, Angew. Chem. Int. Ed. 2025

DOI: 10.1002/anie.202422517

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.202422517


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