四种新型发光有机框架对硝基芳香化合物的高灵敏度传感：实验与计算研究洞察

摘要： 四种新型金属有机框架材料（MOFs）：{[Cd(L)(bpp)]·H2O}n（1）、{[Zn(L)(bpp)]·H2O}n（2）、{[Cd(L)(bpz)]·H2O}n（3）和[Zn(L)(bib)(H2O)]n（4）（其中H2L=1,4-双(4-羧基苄基)哌嗪酸；bpp=1,3-双(4-吡啶基)丙烷；bpz=3,3′,5,5′-四甲基-4,4′-双吡唑；bib=1,4-双(咪唑-1-基)丁烷）已被设计、合成并表征。MOFs 1和2具有同构结构，呈现4连接的dia拓扑及罕见的8重互穿网络。在3中，二价阴离子配体L与bpz配体连接双核Cd(II)中心形成具有双链结构的二维层状框架。而在4中，Zn(II)中心通过L和bib配体桥联构建二维框架，该框架进一步通过配位水分子与羧酸根之间形成的氢键作用产生三维超分子结构。MOF 1被用作检测硝基芳香化合物（NACs）的潜在发光传感器，结果表明其通过发光强度下降对对硝基苯酚（PNP）表现出优于其他NACs的良好灵敏度，检测限极低（溶液中1.27 ppm），是目前最有效的基于MOF的PNP传感器之一。通过理论计算阐释了最可能的传感机制：1与NACs之间同时存在的电子/能量转移现象导致发光强度降低。