荧光金属有机框架的气体传感

advs荧光多孔配位聚合物(porous coordination polymers, PCPs),又称金属有机框架(metal–organic frameworks, MOFs),结合了高度规整的多孔结构和多种发光机理以及丰富的主客体作用,很适合用于化学物质的传感。近年来,发光MOF在传感气态小分子包括普通气体分子和液体/固体的蒸汽方面受到了越来越多的关注。MOF传感气相物质和液相物质的机理相似,包括主客体电子/能量转移,激发态缔合物的形成,以及客体诱导的激发态能级弛豫。和液相物种相比,气相物种的传感,尤其是定量传感,对荧光MOF材料来说既有独特的优势又有巨大的挑战。例如,MOF材料传感气体时可以轻易利用封装的客体荧光分子,但又存在难以精确测量荧光强度变化等问题。

鉴于发光MOF材料用于气体传感的研究在近几年快速发展,中山大学张杰鹏教授等人结合他们实验室的工作,对研究进展进行了总结和讨论。该综述论文主要介绍MOF作为可重复使用材料,用于传感气相物质(特别是氧气)的研究,并着重讨论了提高响应灵敏度、选择性、稳定性以及降低材料成本的多种策略,旨在为未来新型MOF发光传感材料的设计和合成提供借鉴和帮助,推动发光MOF在气态物质监测方面的应用。相关论文在线发表在Advanced Science (DOI: 10.1002/advs.201500434)。