分会

第二十四分会：功能晶态材料

摘要

镧系金属有机框架（Ln-MOFs）被认为是构筑VOCs荧光检测材料的理想平台之一[1-2]，但在实际检测过程中，大部分已知Ln-MOFs的特征镧系发光对于分析物没有响应或表现为猝灭行为，因此失去了其本征优势[3-4]。我们设计合成了一例多核簇基镧系MOF（NKU-200-Eu），其九核Eu9簇赤道面上的端基配位水可通过活化或配体交换等过程脱除，暴露出大量指向孔道的开放金属位点（OMSs），形成一个天然“口袋”实现对特定有机分析物的选择性结合。X射线单晶衍射数据表明该MOF的选择性识别行为归因于一种全新的镧系发光增强机制，即第一、二配位层协同作用。首先，位于第一配位层的水分子可以被特定VOCs分子选择性取代，同时也屏蔽了对于镧系发光有猝灭效应的高能OH振子。其次，取代的VOCs分子延伸至孔道内部，并与孔道中心的游离分子形成多重氢键，构成了一个刚性化的第二配位层，进一步抑制金属离子配位环境的非辐射振动耗散，从而实现镧系发光显著增强。气相传感实验表明，NKU-200-Eu可实现对空气中THF蒸汽的超快速变色识别（<1 s），且具有良好的循环性和光学抗疲劳性。更值得注意的是，该MOF的比率荧光信号对于THF蒸汽气压亦表现出高灵敏度响应，特别在低压区表现为准线性响应行为，检出限低至17.33 Pa。除此之外，该MOF还具有热致荧光变色行为，其比率荧光信号对温度变化的灵敏度高达3.63%/K，预示该材料在温度荧光传感具有潜在的应用价值。

关键词

镧系多核簇;金属-有机框架;比率荧光识别;温度传感;挥发性有机化合物

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