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pH-Stable Luminescent Metal–Organic Frameworks for the Selective Detection of Aqueous-Phase FeIII and CrVI Ions

化学 发光 水溶液 金属有机骨架 水溶液中的金属离子 猝灭(荧光) 荧光 检出限 离子 无机化学 双水相体系 配体(生物化学) 金属 化学稳定性 光化学 物理化学 吸附 有机化学 受体 物理 量子力学 生物化学 光电子学 色谱法
作者
Shyam Chand Pal,Debolina Mukherjee,Madhab C. Das
出处
期刊:Inorganic Chemistry [American Chemical Society]
卷期号:61 (31): 12396-12405 被引量:56
标识
DOI:10.1021/acs.inorgchem.2c01793
摘要

The development of chemically stable metal-organic framework (MOF)-based luminescent platforms for toxic ion detection in an aqueous medium is highly challenging because most of the classical MOFs are prone to water degradation, and that is the reason why most of the MOF-based luminescent sensors use a nonaqueous medium for sensing. In this contribution, we report two new water-stable luminescent MOFs (Zn-MOF-1 and Zn-MOF-2), assembled from a mixed-ligand synthesis approach. Because of the presence of a hydrophobic trifluoromethyl group to the backbone and stronger metal-N coordination, these MOFs exhibit excellent stability not only in water but also in acidic/alkaline aqueous solutions (pH = 3-10). Here, we report a green sensing approach by exploiting the significant reduction in photoluminescence of these MOFs in the presence of toxic ions. Fe3+ and CrO42-/Cr2O72- ions could be traced with a detection limit (LOD) in the micromolar range (0.045 and 0.745/0.33 μM for Zn-MOF-1; 125.2 and 114.2/83.5 μM for Zn-MOF-2). The mechanistic study reveals that competitive absorption of the excitation energy coupled with fluorescent resonance energy transfer are responsible for the turn-off quenching. The anti-interference ability and recyclability along with the pH stability gave these MOFs high potential to be used as practical sensors toward FeIII and CrVI ions in water as a greenest medium.
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