不穩定介孔MOFs的實際應用通常受到其活化態的結構不穩定性的局限。但是,增強其穩定性可以展開其新功能。有鑒于此,南開大學卜顯和院士、龐建東、德克薩斯A&M大學周宏才教授等報道使用含吡啶的兩性連接體(PPTB),將新型介孔Zr(IV)-MOF NKM-809的后活化結構不穩定的缺點進行穩定化處理。
本文要點:
(1)
這項研究使用兩種策略:混合分子配體(mixed-linker)合成和安裝配體(linker installation)。在混合分子配體方法,合成過程中加入了一種類似于PPTB的輔助分子配體TPTB,提高了MOF的結構穩定性。在安裝配體方法中,將雙頭羧酸鹽配體(BPDC)用于NKM-809的配位不飽和位點。
這些策略構筑了穩定的衍生物結構NKM-808.X(X=χPPTB)和NKM-809-BPDC,它們在不同的激發波長具有隨pH變化而響應的特定波長的雙波長熒光(dual-wavelength fluorescence)。
(2)
值得注意的是,熒光在質子化和解離過程中產生方向相反的改變,因此成為具有高靈敏度、能夠自校準的酸度傳感器。在NKM-809-BPDC中,分子配體的額外激發淬滅(419 nm)最大限度地減少了本征的干擾,實現了改善性能和自我監測功能的集成。
理論計算確定了傳感過程中能帶在(n,π*)和(π,π*)之間的躍遷。
這些發現展示了穩定的介孔MOF的實際應用前景,對優化MOF材料的策略提供寶貴的見解和幫助。
參考文獻
Feifan Lang, Lulu Zhang, Yang Li, Xiao-Juan Xi, Jiandong Pang, Wenjun Zheng, Hong-Cai Zhou, Xian-He Bu, Retrieving the Stability and Practical Performance of Activation‐Unstable Mesoporous Zr(IV)‐MOF for Highly Efficient Self‐Calibrating Acidity Sensing, Angew. Chem. Int. Ed. 2025
DOI: 10.1002/anie.202422517
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.202422517