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作者:陈文涛;庄杏宜;安航宜;来中杰;王爱荣;罗亚妮;史忠丰;李家明;
单位:北部湾大学石油与化工学院广西绿色化工新材料与安全技术重点实验室;北部湾职业技术学校经济学部;
摘要:本文以间苯二甲酸(H_2IPA)和1,3,5-三(1-咪唑基)苯(TIB)为混合配体,硝酸钴为金属源,通过溶剂热法合成了一例新型二维钴金属有机框架化合物{[Co(IPA)(TIB)]·2H_2O}_n(Co-MOF)。通过单晶X射线衍射、粉末X射线衍射、红外光谱、热重分析及荧光光谱等手段对其结构和性能进行了系统表征。单晶衍射结果表明,该Co-MOF属于单斜晶系,空间群为P2_1/c,晶胞参数为a=0.964 28(7) nm,b=1.282 98(10) nm,c=1.783 32(14) nm。其不对称单元结构包含1个Co(Ⅱ)离子、1个脱质子的IPA~(2-)配体、1个TIB中性配体和2个结晶水分子。IPA~(2-)配体和TIB配体都通过μ_2-η~1:η~1桥联方式键合2个Co~(2+),形成一四配位的扭曲四面体CoN_2O_2构型。这些CoN_2O_2次小结构单元,进一步由倒反对称相关联的IPA~(2-)和TIB配体连接,形成二维梯状钴基金属有机框架结构。拓扑结构分析表明该二维Co-MOF可简化为Schl?fli符号为(4~4.6~2)的(4,4)-连接的sql网格结构。此外,Co-MOF层与层之间存在由TIB配体中对称相关联咪唑环间所形成的强π-π堆积作用,将二维Co-MOF层拓展为三维超分子结构。荧光实验研究表明,该Co-MOF对水中的3种多氧酸根阴离子Cr_2O_7~(2-)、CrO_4~(2-)、S_2O_8~(2-)和Fe~(3+)展现出高选择性和高灵敏的荧光猝灭响应,其检测限分别为2.007×10~(-4)、2.514×10~(-4)、8.331×10~(-4)和2.709×10~(-4) mol/L。得益于开放的金属位点和其中未参与配位的咪唑基团,该Co-MOF兼具优异的热稳定性与荧光传感性能,在环境污染物检测领域具有广泛的潜在应用价值。
关键词:钴(Ⅱ)金属有机框架;;晶体结构;;荧光传感;;猝灭常数;;多氧酸根离子;;铁(Ⅲ)离子
基金资助:广西自然科学基金(2025GXNSFAA069072,2025GXNSFHA069144);; 广西重点研发计划(桂科自AB25069382);; 广西教育厅高校科研项目(2025KY0481);; 北部湾大学高层次人才项目(24KYQD04);; 广西研究生教育创新计划项目(YCSW2025621);; 国家自然科学基金(22065001);; 广西绿色化工新材料与安全技术重点实验室(2023ZZKT01)