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Taking Advantage of a Luminescent ESIPT-Based Zr-MOF for Fluorochromic Detection of Multiple External Stimuli: Acid and Base Vapors, Mechanical Compression, and Temperature

材料科学 发光 连接器 金属有机骨架 烯醇 分子内力 多孔性 聚集诱导发射 互变异构体 多孔介质 光化学 化学工程 光电子学 复合材料 有机化学 催化作用 化学 荧光 计算机科学 光学 吸附 操作系统 物理 工程类
作者
Francisco Javier Quesada Sánchez,Mario Gutiérrez,Abderrazzak Douhal
出处
期刊:ACS Applied Materials & Interfaces [American Chemical Society]
卷期号:15 (48): 56587-56599
标识
DOI:10.1021/acsami.3c14348
摘要

Luminescent materials responsive to external stimuli have captivated great attention owing to their potential implementation in noninvasive photonic sensors. Luminescent metal-organic frameworks (LMOFs), a type of porous crystalline material, have emerged as one of the most promising candidates for these applications. Moreover, LMOFs constructed with organic linkers that undergo excited-state intramolecular proton-transfer (ESIPT) reactions are particularly relevant since changes in the surrounding environment induce modifications in their emission properties. Herein, an ESIPT-based LMOF, UiO-66-(OH)2, has been synthesized, spectroscopically and photodynamically characterized, and tested for detecting multiple external stimuli. First, the spectroscopic and photodynamic characterization of the organic linker (2,5-dihydroxyterephthalic acid (DHT)) and the UiO-66-(OH)2 MOF demonstrates that the emission properties are mainly governed by the enol → keto tautomerization, occurring in the organic linker via the ESIPT reaction. Afterward, the UiO-66-(OH)2 MOF proves for the first time to be a promising candidate to detect vapors of acid (HCl) and base (Et3N) toxic chemicals, changes in the mechanical compression (exercised pressure), and changes in the temperature. These results shed light on the potential of ESIPT-based LMOFs to be implemented in the development of advanced optical materials and luminescent sensors.
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