清晨好,您是今天最早来到科研通的研友!由于当前在线用户较少,发布求助请尽量完整地填写文献信息,科研通机器人24小时在线,伴您科研之路漫漫前行!

Symmetry-Breaking Modulated Zr-Metal–Organic Framework Dimensionality for Gradient Acid Sensing with Dual-Phase Optical Response

猝灭(荧光) 化学物理 基质(水族馆) 荧光 化学 卤素 分子 离子 发光 维数之咒 Atom(片上系统) 激子 合理设计 卤化物 材料科学 光化学 配体(生物化学) 半导体 光电子学 活动站点 纳米技术 组合化学 无机化学 响应时间 计算化学 碲化镉光电 分析化学(期刊) 电子结构
作者
Ao-gang Liu,Peng-min Wang,Xiao‐Huan Liang,Hui-Xin Xia,Feng Hui-ju,Jun-jie Feng,Jing-Bin Zeng,Bao Li
出处
期刊:ACS Sensors [American Chemical Society]
标识
DOI:10.1021/acssensors.6c02291
摘要

The efficient and precise detection of volatile acidic gases and acidic solutions is of significant importance for industrial safety, real-time environmental monitoring, and chemical process control. However, existing metal-organic framework (MOF) sensing materials face bottlenecks such as difficulties in dual-phase response, weak acid discrimination capabilities, and unclear microscopic mechanisms, which severely restrict the rational design and practical application of high-performance sensing materials. In this study, starting from molecular design, a quinoxaline-based asymmetric tricarboxylate ligand was employed to successfully construct a two-dimensional (2D) layered Zr-MOF. The 2D open structure effectively overcomes the limitations of buried active sites and slow mass transport prevalent in traditional three-dimensional MOFs, providing excellent accessibility for substrate molecules. Benefiting from these structural advantages, the material establishes a unique dual-phase/dual-mode sensing platform. In the gas phase, it exhibits a second-level response to strong acid vapors such as HCl and CF3COOH, accompanied by a naked-eye visible white-to-yellow colorimetric change. In the liquid phase, it achieves semi-quantitative gradient discrimination of halogen acid strength through significant differences in fluorescence quenching efficiency (HCl < HBr < HI). DFT calculations revealed the response mechanism at the electronic structure level: the introduction of acidic molecules induces frontier orbital reconstruction of the system. Halide ions not only enhance non-radiative transitions via the heavy atom effect but also open a new "halide-to-ligand" charge transfer pathway. This pathway competes with the inherent ligand-centered luminescence pathways, synergistically modulating the decay modes of excited-state electrons, thereby leading to a gradient fluorescence quenching effect that increases with the halogen atomic number. Furthermore, a flexible Zr-MOF@MF sensing device was developed, which maintained excellent sensing performance and structural integrity over more than 15 reversible cycles. This work provides new insights for developing next-generation intelligent sensing materials that combine precise recognition, clear mechanisms, and practical potential.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
qianci2009完成签到,获得积分0
3秒前
深情安青应助automan采纳,获得10
3秒前
5秒前
Gsrr完成签到 ,获得积分10
13秒前
my完成签到 ,获得积分10
13秒前
勤劳寒松完成签到,获得积分10
15秒前
水中央完成签到 ,获得积分10
25秒前
美好画笔完成签到 ,获得积分10
26秒前
share完成签到 ,获得积分10
36秒前
保守的迫击炮完成签到,获得积分10
43秒前
糟糕的翅膀完成签到,获得积分10
52秒前
53秒前
三杠完成签到 ,获得积分10
54秒前
时尚的访琴完成签到 ,获得积分10
59秒前
汉堡包应助Wang采纳,获得10
59秒前
633完成签到 ,获得积分10
1分钟前
1分钟前
automan发布了新的文献求助10
1分钟前
1分钟前
1分钟前
daben发布了新的文献求助10
1分钟前
iris发布了新的文献求助10
1分钟前
雪白如天完成签到,获得积分10
1分钟前
默默问芙完成签到,获得积分10
1分钟前
雪流星完成签到 ,获得积分10
1分钟前
华仔应助科研通管家采纳,获得10
1分钟前
1分钟前
科研通AI2S应助科研通管家采纳,获得10
1分钟前
1分钟前
bkagyin应助科研通管家采纳,获得10
1分钟前
偷看星星完成签到 ,获得积分10
1分钟前
lzs123完成签到,获得积分20
1分钟前
1分钟前
iris完成签到,获得积分10
1分钟前
迷路牛青完成签到,获得积分10
1分钟前
你好完成签到 ,获得积分0
1分钟前
2分钟前
Wang发布了新的文献求助10
2分钟前
我很厉害的1q完成签到,获得积分10
2分钟前
黄柱给黄柱的求助进行了留言
2分钟前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Art Therapy and Career Counseling 600
The Oxford Handbook of Digital Classical Studies 550
China Pluperfect I: Epistemology of Past and Outside in Chinese Art 520
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
The fast track to determining transfer functions of linear circuits: The student guide 500
The Analytical and Numerical Solution of Electric and Magnetic Fields 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7619714
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9195134
关于积分的说明 19706334
捐赠科研通 7191325
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3272398
关于科研通互助平台的介绍 2435055
邀请新用户注册赠送积分活动 2267654