西北大学杨国平、洛阳师范大学马录芳Angew:基于主客体策略的光致变色金属有机骨架及不同紫罗精衍生物用于有机胺传感及信息防伪

文摘   2025-01-24 21:47   江西  

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原文链接:10.1002/anie.202421744

由于紫精衍生物独特的空间排布和物理化学性质,将其封装在金属有机骨架 (MOF) 中构建主客体材料引起了广泛讨论。

近日,西北大学杨国平、洛阳师范大学马录芳团队 1,1,2,2-(4 羧基苯基)乙烯 (H4TCPE)配体以及基于主客体策略的三种不同的紫精衍生物成功合成了三种新型光致变色 MOF (NWM-1-3)。值得注意的是,NWM-1-3 365 nm 紫外光照射下表现出显著的可逆光致变色变化,从黄色变为绿色。紫精中电子缺乏的 N 原子与电子丰富的羧酸氧之间的距离满足电子转移 (ET) 途径,因此在照射时发生电子转移,产生分子间紫精自由基。 NWM-1 可通过电子转移对不同的挥发性胺产生有色响应,且肉眼可识别。差分脉冲伏安法 (DPV) 分析和对比实验表明,主客体策略显著增强了紫精的电子接受能力,从而实现了优异的胺传感性能。NWM-2 3 已实现在各种应用中,例如用于防伪的安全码、指纹和二维码。这项工作为设计高灵敏度的光致变色材料和颜色可调的发光材料提供了新的主客体策略,使组装光致变色材料的开发更接近商业化。相关研究成果发表于《Angew. Chem. Int. Ed.》上

图文解析

方案 1. TCPE4-/紫罗精的性质以及基于不同紫罗精衍生物的 NWM-1-3 365 nm 紫外照射下从黄色到绿色的可逆光变色。

1. (a) NWM-1-3 在空气中经 365 nm 紫外线照射不同时间后的光致变色。(b-d) NWM-1-3 365 nm 紫外线照射不同时间后 PL 光谱的变化。(e-g) NWM-1-3 随时间变化的紫外可见光谱。

2. (a-c) NWM-1-3 辐射前后的 EPR 光谱。(d-f) NWM-1-3 O 1s 光谱和 (g-i) Cd 3d N 1s 光谱。

3. (a-d) NWM-1-3 中紫罗碱客体和 TCPE4- 配体之间的 ET ππ 相互作用的途径。 (e) H4TCPE 和紫罗碱分子的 HOMO LUMO 轨道分布。

4. (a) 用于检测胺蒸汽的实验装置图。(b) 与不同胺接触后的颜色变化照片和 (c) NWM-1 的紫外可见光谱。(d) 各种挥发性化合物对 NWM-1 紫外可见光谱的影响。(e) 暴露于 NH3 HCl 蒸汽的 NWM-1 的紫外可见光谱。插入的图像显示了 NWM-1 10 NH3-HCl 蒸汽循环后的可逆性。(f) 含有 NWM-1 的滤纸用于快速有效地检测周围不同胺的蒸汽。

5. (a) NWM-2涂覆的安全代码在365 nm紫外线照射后显现。(b) 使用NWM-2粉末制备光致变色指纹。(c) NWM-3绘制的“123”在365 nm紫外线照射后变成绿色。(d) NWM-3涂覆的QR码在365 nm紫外线照射之前和之后的变化。

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