Pincer基荧光金属-有机框架材料对硝基爆炸物选择性检测

Luminescent Metal-Organic Frameworks (LMOFs), as a new chemical sensing material, is gradually concerned for the research of nitro explosives sensing, but the electron transfer mechanism between LMOFs and nitro explosives remains to be further clarified. To improve the selectivity and sensitivity of LMOFs material, we plan to select rich electron density pincer ligands and metal units of excellent optical properties to construct LMOFs. Exploring the synthesis method of LMOFs containing pincer ligands; studying the performances of nitro explosives fluorescence sensing in solution phase or gas phase; examining the main factors of influence and restrictions about the ability of fluorescent identification and selectivity. Based on a combinational method of experimental and theoretical calculations, revealing the electron transfer mechanisms of LMOFs materials for nitro explosives; summarizing structure-sensing property relationships of LMOFs to guide the material synthesis. Obtaining high sensitivity, good selectivity, high stability, reusable pincer-based LMOFs sensing material. Assembling fluorescence sensing devices and detecting the explosive molecules of environment in real-time. The study will provide a new way and theoretical basis for designing and synthesizing LMOFs sensing material, providing a new tool for the detection of explosives molecules.

荧光金属-有机框架（LMOFs）作为一种新型化学传感检测材料，对硝基爆炸物的传感检测研究正逐渐受到关注，但LMOFs和硝基爆炸物间电子转移作用机制尚待进一步阐明。为提高LMOFs材料的选择性和灵敏性，选取丰富电子云密度的pincer类配体与优异光学性能的金属单元构筑LMOFs材料。探索含pincer类配体LMOFs的构筑方法；研究其对液相或气相中硝基爆炸物荧光传感检测性能；考查影响和制约材料荧光识别能力和选择性的主要因素。利用实验和理论计算相结合的方法，揭示LMOFs材料对硝基爆炸物检测中的电子转移作用机制。总结LMOFs结构-传感性能关系，并用以指导材料合成；获得灵敏度高、选择性好、稳定性高、可重复利用的pincer基LMOFs传感材料；组装荧光传感检测器件，对环境中的爆炸物分子进行实时检测。此研究将为LMOFs传感材料的设计合成提供新途径和理论基础，为爆炸物分子的检测提供提新的手段。

荧光金属-有机框架（LMOFs）作为一种新型化学传感检测材料对硝基爆炸物的传感检测是目前的研究热点，本项目的研究将进一步阐明LMOFs和硝基爆炸物间电子转移作用机制。为提高LMOFs材料的选择性和灵敏性，更好的理解电子转移机制，选取了丰富电子云密度的配体与金属单元构筑LMOFs材料。发展了此类富电子配体LMOFs的构筑方法；详细研究了其对液相或气相中硝基爆炸物荧光传感检测性能；考查了影响和制约材料荧光识别能力和选择性的主要因素，包括溶剂、pH值、时间、温度等。利用实验和理论计算相结合的，阐明了电子跃迁、能量转移和弱的相互作用是荧光猝灭的主要原因。根据此结果指导，最终获得了若干种灵敏度高、选择性好、稳定性高、可重复利用的LMOFs传感材料；初步组装荧光传感检测器件，对模拟环境中的爆炸物分子进行实时检测，结果良好。此项目的研究成果将可为LMOFs传感材料的设计合成提供新途径和理论基础，建立了爆炸物分子的检测提供提新的方法。