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科学研究

祝贺黄少铭和杨小平老师指导研究生蒋东梅在Journal of Materials Chemistry C上发表学术论文

发布时间:2018-11-30    来源:化学与材料工程学院    作者:    点击次    [点击关闭]

标题(中文):一类硝基苯类爆炸物荧光探针:平面纳米团簇12核Zn-Ln金属配合物的自组装及其发光性能研究

标题:Self-assembly of luminescent 12-metal Zn–Ln planar nanoclusters with sensing properties towards nitro explosives

刊物名称及期号、页码:Journal of Materials Chemistry C, 2018, 31 (6),8513-8521

作者姓名(中文):蒋东梅,杨小平,郑小慧,薄乐,朱挺,陈红芬,张礼杰,黄少铭

作者姓名Dongmei Jiang,ab Xiaoping Yang, *ab Xiaohui Zheng,c Le Bo,ab Ting Zhu,ab Hongfen Chen,ab Lijie Zhangab and Shaoming Huang*ab

摘要

    Two types of Zn–Ln nanoclusters [Nd2Zn2L2(L)2(OAc)2(NO3)2(H2O)2] (1) and [Ln6Zn6L2(L’’)2O2(OAc)18](Ln = Nd (2) and Sm (3)) were prepared using one long Schiff base ligand (H2L) with a naphthyl backbone and two short polydentate ligands (H2L and H2L’’). 1 and 2–3 show linear and planar structures with sizes of approximately 10 ×10 × 30 Å and 10× 15 × 22 Å, respectively. The chromogenic Zn/ligand components can act as efficient sensitizers for lanthanide luminescence, and thus 1–3 show visible and NIR emissions. In these clusters, the Schiff base ligands display a ‘‘U-shaped’’ configuration, which is suitable to form π-π interactions and hydrogen bonds with nitro aromatic compounds. Interestingly, Zn–Sm cluster 3 shows visible and NIR luminescence sensing of nitro explosives and exhibits high sensitivity to 1,4-DNB and TNT at the ppb level.

研究现状(中文):

  爆炸物对国家安全和环境污染存在着巨大威胁,其中最常见的是硝基苯类爆炸物。因此,检测环境中的硝基苯类爆炸物成为大家研究的热点。纵观该领域的研究现状,大量的荧光探针材料被研发出来,如有机荧光材料,量子点材料、共轭聚合物材料、MOF材料等。但是基于高核稀土d-f配合物的荧光探针材料却鲜有报道。

  相关研究发现镧系稀土有机配合物可以作为阴离子、阳离子、溶剂分子以及小分子荧光探针材料。相对其他荧光材料,稀土有机配合物材料具有较大的斯托克斯位移,高色纯度和较长的寿命,使得其成为了一类优良的荧光材料。目前,许多Eu(III)、Tb(III)的金属配合物被用于可见光区域荧光检测,取得了良好的效果。

  Zn2 +离子具有饱和的d10电子结构,可以防止镧系元素的电子通过d-d跃迁产生荧光淬灭,同时吸光性强的Zn-配体复合结构能很好的将吸收的能量传递给稀土离子,敏化稀土发光(天线效应)。最近,孙等人合成了Eu4结构的配合物,并将其用于硝基苯类爆炸物的检测,取得了良好的效果。但是,据我们所知,目前还没有人用高核的d-f稀土配合物作为荧光探针同时在可见光区域和近红外区域检测硝基苯类爆炸物。因此,本文对该方面内容作了相关的研究。

 

创新点

本文通过合成含有富电子结构的萘环席夫碱长链配体,在多齿第二小配体的协同作用下,自组装合成了12核的高核Zn-稀土d-f配合物。该类配合物具有典型的稀土荧光发射,大的斯托克斯位移,半峰宽小,色纯度高,荧光寿命长等特征。该类配合物具有独特的“U型结构”,能通过π-π共轭和氢键作用与硝基苯类爆炸物特异性结合,与不同爆炸物结合后,配合物荧光强度发生显著性不同程度的淬灭。其中对1,4-二硝基苯和TNT显示出超强的淬灭作用,检测限可达ppb级别,是一类高效可靠的荧光探针材料。我们第一次将高核d-f稀土有机配合物应用到硝基苯类爆炸物的检测之中,并实现了同时在可见光和近红外范围的荧光检测,双检测加强了实验的准确性,在一定的检测范围内实现硝基苯类爆炸物的定量检测。

原文链接:https://doi.org/10.1039/c8tc02426j