锆基金属有机框架复合物的合成及荧光传感研究

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随着现代工业的快速进步与发展,越来越多的有害无机离子被大量释放到环境中,对人们的日常生活以及身体健康都造成了严重的危害。因此,建立一种高灵敏度和低检出限的检测方法,对不同环境中的无机离子进行高效快速的检测显得至关重要。近年来,金属有机框架是迅速发展的一类新型多孔晶体材料,具有较大比表面积和规则孔道结构。其中,锆基金属有机框架,是由高价态的锆金属节点和羧酸分子通过配位作用连接而成的,该类材料在各种应用中表现出良好的热稳定性以及化学稳定性,可以为其在荧光传感领域的应用提供优良的基础。而基于荧光的检测方法具有高选择性与灵敏度的特点。在本论文中,我们合成了两种不同的锆基金属有机框架复合物,RhB@PCN-777和Cu-PCN-224,并探究了它们在传感领域的应用。具体的实验工作如下:1、以三嗪基有机分子作为配体,锆离子作为金属中心,并加入有机染料分子RhB,通过一锅法合成RhB@PCN-777复合材料。由于MOF的包封作用,极大地提高了RhB的光学稳定性,以及其荧光检测Fe3+的选择性,实现了对Fe3+的特异性以及高灵敏度的检测,检出限低至0.16μmol/L。并且在实际水样中具有良好的回收率,表明该材料在实际应用中具有良好的应用前景。2、以卟啉分子作为有机配体,锆离子作为金属中心,一锅法合成PCN-224,通过引入Cu2+得到Cu-PCN-224复合材料。由于Cu2+的顺磁性可以淬灭PCN-224的荧光,而加入S2-后,可以与Cu2+反应生成CuS沉淀,从而使PCN-224的荧光得到恢复。基于此构建了一种新颖的“Turn-on”型检测S2-的荧光体系。该体系对检测S2-具有高选择性。“Turn-on”型荧光检测,可以减少背景荧光干扰,提高结果的准确性。同时该方法也成功地应用于人体血清中S2-的检测,加标回收率为93.3%-99.2%。
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