中国化学会第32届学术年会
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基于MOF和功能聚合物的光子晶体用于BETX气体检测
寇东辉 马威* 张淑芬

分会

第二分会:纳米传感

摘要

金属有机骨架材料(MOFs)具有优异的吸附性和结构可调节性,是理想的分子传感、筛分和分离材料。一维光子晶体是由高、低折射率介质交替堆叠组成的高度有序结构,能够在可见光区有效调控光波传播,产生不同且靓丽的结构色。本文将NH2-MIL-88B与聚(苯乙烯-丙烯酸)(P(St-AA))相结合,构筑了多层结构的一维光子晶体传感器用于苯系物气体的检测。利用MOF材料的呼吸效应和聚合物的刺激响应性,此光子晶体传感器在苯系物气氛中产生明显的颜色和光谱变化 (Fig. 1a, b),对苯、甲苯、乙苯和二甲苯的检测限分别为3.70、0.87、0.42和0.22 g/m3。由于多孔和超薄结构特性,对于苯系物气氛,此传感器可在3 s内达到响应平衡(Fig. 1c),除去气氛后立即恢复到初始状态。材料突出的结构稳定性赋予了传感器优异的可逆性和循环稳定性(Fig. 1d)。通过本研究证明此一维光子晶体对环境质量监控具有很好的应用前景。

关键词

光子晶体;金属有机骨架材料;功能聚合物;比色检测

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