Two-stage ligand exchange in Mn(III)-based porphyrinic metal−organic frameworks for fluorescence water sensing

卟啉 金属有机骨架 荧光 发光 配体(生物化学) 检出限 化学 位阻效应 材料科学 光化学 有机化学 色谱法 吸附 光电子学 量子力学 生物化学 物理 受体
作者
Kun Yu,Guangyao Zhang,Huining Chai,Lijun Qu,Dan Shan,Xueji Zhang
出处
期刊:Sensors and Actuators B-chemical [Elsevier]
卷期号:362: 131808-131808 被引量:36
标识
DOI:10.1016/j.snb.2022.131808
摘要

Metal−organic frameworks (MOFs) have emerged as promising materials for smart sensing and imaging applications. Here, a novel micron-biscuit Mn(III)-based porphyrinic MOF is synthesized with the modulation of 4,4′-biphenyldicarboxylic acid (BPDC). The anisotropic growth of MOF is induced by the increased steric hindrance, yielding micron-biscuit Mn-TCPP(BPDC) MOF crystals. Mn(III), as a sealer, quenched the intrinsic fluorescence of porphyrin because of the ligand-to-metal charge transfer (LMCT) effect, and this disappeared fluorescence can be regularly restored and enhanced due to LMCT effect inhibition and release of free porphyrin derived from the water-induced two-stage ligand exchange (TSLE) between BPDC, porphyrin and water. The as-prepared MOF acts as an excellent "signal-on" luminescent water-sensing probe with low amount (2.5 μg/mL) that can efficiently realize the trace detection of water in various organic media with high sensitivity, especially in dimethyl sulfoxide (DMSO), the detection limit is as low as 0.04% (v/v). Moreover, Mn-TCPP(BPDC) was successfully used for sensing water content in real commercial samples. This MOF with the guest-induced TSLE not only provides inspiration for the design of new luminescent materials, but also widens the path for smart sensing.
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