荧光金属有机框架化合物的合成、发光机理及其在检测爆炸物方面的应用

金属有机框架化合物（MOF）以其独特的框架结构、孔洞性质和荧光性能，以及在化学感应、气体吸附与分离、非均相催化、药物释放等方面的广泛应用，成为当今多学科交叉领域的研究热点之一。MOF荧光性能的一个崭新的应用方向是对爆炸物的检测。本项目拟采用多种含氧类羧酸配体或含氮类配体与具有不同氧化状态和几何配位要求的金属离子，组装出一系列对硝基类化合物具有高选择性的荧光MOF。寻找最佳合成途径，总结其结构规律，探索发光机理，研究其结构-性质-功能之间的关联规律，为开发新型检测硝基类爆炸物的MOF作出有益的探索和实践。

本项目通过将不同配位能力的过渡金属、稀土及主族轻质金属离子，与具有易极化的π电子配体或共轭大π键配体如2-苯基-4-喹啉羧酸、1,4-萘二酸等进行配位组装，得到了系列结构新颖的荧光金属有机框架材料（MOF），总结了合成规律，探讨了其发光机理。在荧光检测方面，所得MOF材料对硝基类化合物及易挥发、毒性二硫化碳表现出灵敏的荧光淬灭响应。通过项目研究发现，采用合理的合成方法，将共轭有机羧酸配体与不同氧化态的金属配位结合，是构筑新颖荧光MOF的有效手段。同时，MOF材料所具有的独特孔洞结构，使其内、外表面可以同时吸附被检测物，导致MOF框架与被检物之间更加容易发生电子转移，在荧光强度上表现出灵敏的淬灭或增强响应，在研究开发检测硝基爆炸物及高毒易挥发的有机小分子材料上具有重要意义。项目研究期间，已发表论文9篇；其中SCI论文7篇，发表会议论文4篇；申请国内发明专利1项。