高等学校化学学报 ›› 2019, Vol. 40 ›› Issue (12): 2456.doi: 10.7503/cjcu20190284
夏立新1,张红翠1,冯彬1,杨东奇1,布乃顺2,赵云波1,闫卓君1,*(),李樟楠3,元野3,赵晓君4,*(
)
收稿日期:
2019-05-17
出版日期:
2019-12-04
发布日期:
2019-12-04
通讯作者:
闫卓君,赵晓君
E-mail:zjyan@lnu.edu.cn;zhaox@hainanu.edu.cn
基金资助:
Lixin XIA1,Hongcui ZHANG1,Bin FENG1,Dongqi YANG1,Naishun BU2,Yunbo ZHAO1,Zhuojun YAN1,*(),Zhangnan LI3,Ye YUAN3,Xiaojun ZHAO4,*(
)
Received:
2019-05-17
Online:
2019-12-04
Published:
2019-12-04
Contact:
Zhuojun YAN,Xiaojun ZHAO
E-mail:zjyan@lnu.edu.cn;zhaox@hainanu.edu.cn
Supported by:
摘要:
报道了一种简便的制备高荧光性多孔有机聚合物材料的方法, 即以1,3,6,8-四溴芘(TBrPy)与硼酸类单体为构筑基元, 通过Suzuki偶联反应制备多孔芳香骨架材料LNUs. 利用傅里叶变换红外光谱、 热重分析、 氮气吸附、 固体紫外光谱和荧光光谱等分析方法对其结构与性能进行了系统表征. 分析结果表明, 该类多孔芳香骨架材料具有良好的热化学稳定性和较大的比表面积, 所得材料优异的荧光性能使其非常适合用于硝基爆炸物的选择性检测. 多孔芳香骨架材料LNUs在苯、 溴苯、 苯胺、 甲苯、 氯苯和苯酚等分子存在下, 荧光强度基本不变, 而在加入硝基苯、 对硝基苯酚和对硝基氯苯后, 荧光几乎完全猝灭, 说明该类材料对硝基苯、 对硝基苯酚和对硝基氯苯显示出专一的检测性能. 根据这一特性, 利用LNUs材料制备了一种新型便携式纸传感器, 其可以简便快速实时检测硝基爆炸物, 并在痕量检测方面展现出良好的应用前景.
中图分类号:
TrendMD:
夏立新,张红翠,冯彬,杨东奇,布乃顺,赵云波,闫卓君,李樟楠,元野,赵晓君. 荧光性多孔芳香骨架材料的简便制备及在硝基爆炸物检测中的应用. 高等学校化学学报, 2019, 40(12): 2456.
Lixin XIA,Hongcui ZHANG,Bin FENG,Dongqi YANG,Naishun BU,Yunbo ZHAO,Zhuojun YAN,Zhangnan LI,Ye YUAN,Xiaojun ZHAO. Facile Strategy to Prepare Fluorescent Porous Aromatic Frameworks for Sensitive Detection of Nitroaromatic Explosives †. Chem. J. Chinese Universities, 2019, 40(12): 2456.
Fig.1 FTIR spectra for polymer networks(a) and respective starting materials, 1,3,6,8-tetrabromopyrene(b), tris 4-boronic acid pinacol ester phenyl amine(c1), 9,9-dimethyl-2,7-bis(boronicacid pinacol ester) fluorene(c2) and 1,3,5-benzene triboronic acid tripinacol ester(c3) from 400 cm-1 to 4000 cm-1
Fig.10 Fluorescent emission spectra of the methanol solution of LNU-9 upon addition of nitrobenzene(A), p-nitrophenol(B) and p-nitrochlorobenzene(C) at different concentrations(excited at 410 nm) Concentrations of nitrobenzene, p-nitrophenol or p-nitrochloroberzene/(mg·L-1): a. 0; b. 200; c. 1000; d. 2000;e. 5000; f. 10000; g. 15000.
Fig.11 Fluorescent emission spectra of the methanol solution of LNU-10 upon addition of nitrobenzene(A), p-nitrophenol(B) and p-nitrochlorobenzene(C) at different concentrations(excited at 410 nm) Concentrations of nitrobenzene, p-nitrophenol or p-nitrochloroberzene/(mg·L-1): a. 0; b. 200; c. 1000; d. 2000; e. 5000; f. 10000; g. 15000.
Fig.12 Fluorescent emission spectra of the methanol solution of LNU-11 upon addition of nitrobenzene(A), p-nitrophenol(B) and p-nitrochlorobenzene(C) at different concentrations(excited at 402 nm) Concentrations of nitrobenzene, p-nitrophenol or p-nitrochloroberzene/(mg·L-1): a. 0; b. 200; c. 1000; d. 2000;e. 5000; f. 10000; g. 15000.
[1] |
Shi Y. X., Hu F. L., Zhang W. H., Lang J. P ., CrystEngComm, 2015,17(48), 9404— 9412
doi: 10.1039/C5CE02000J URL |
[2] |
Chen M. M., Zhou X., Li H. X., Yang X. X., Lang J. P ., Cryst. Growth Des., 2015,15(6), 2753— 2760
doi: 10.1021/acs.cgd.5b00095 URL |
[3] |
Chen M. M., Yan W. Y., Li H. X., Lang J. P ., Chin. Sci. Bull., 2016,61(16), 1790— 1796)
doi: 10.1360/N972015-01410 URL |
( 陈敏敏, 严文艳, 李红喜 郎建平 . 科学通报, 2016,61(16), 1790— 1796)
doi: 10.1360/N972015-01410 URL |
|
[4] |
Gong W. J., Ren Z. G., Li H. X., Zhang J. G., Lang J. P ., Cryst. Growth Des., 2017,17(2), 870— 881
doi: 10.1021/acs.cgd.6b01728 URL |
[5] |
Yuan Y., Ren H., Sun F. X., Jing X. F., Cai K., Zhao X. J., Wang Y., Wei Y., Zhu G. S ., J. Mater. Chem., 2012,22(47), 24558— 24562
doi: 10.1039/c2jm35341e URL |
[6] |
Yuan Y., Ren H., Sun F. X., Jing X. F., Cai K., Zhao X. J., Wang Y., Wei Y., Zhu G. S ., J. Phys. Chem. C, 2012,116(50), 26431— 26435
doi: 10.1021/jp309068x URL |
[7] |
Moore D. S ., Rev. Sci. Instrum., 2004,75(8), 2499— 2512
doi: 10.1063/1.1771493 URL |
[8] |
Muthu S., Ni Z., Vittal J. J ., Inorg. Chim. Acta, 2005,358(3), 595— 605
doi: 10.1016/j.ica.2004.09.038 URL |
[9] |
Lan A. J., Li K. H., Wu H. H., Olson D. H., Emge T. J., Ki W., Hong M. C., Li J ., Angew. Chem. Int. Ed., 2009,48(13), 2334— 2338
doi: 10.1002/anie.200804853 URL pmid: 19180622 |
[10] |
Yang Y. J., Faheem M., Wang L. L., Meng Q. H., Sha H. Y., Yang N., Yuan Y., Zhu G. S ., ACS Cent. Sci., 2018,4(6), 748— 754
doi: 10.1021/acscentsci.8b00232 URL pmid: 29974070 |
[11] |
Slater A. G., Reiss P. S., Pulido A., Little M. A., Holden D. L., Chen L., Chong S. Y., Alston B. M., Clowes R., Haranczyk M., Briggs M. E., Hasell T., Day G. M., Cooper A. I ., ACS Cent. Sci., 2017,3(7), 734— 742
doi: 10.1021/acscentsci.7b00145 URL pmid: 28776015 |
[12] |
Smith B. J., Parent L. R., Overholts A. C., Beaucage P. A., Bisbey R. P., Chavez A. D., Hwang N., Park C., Evans A. M., Gianneschi N. C., Dichtel W. R ., ACS Cent. Sci., 2017,3(1), 58— 65
doi: 10.1021/acscentsci.6b00331 URL pmid: 28149954 |
[13] |
Mulzer C. R., Shen L., Bisbey R. P., McKone J. R., Zhang N., Abruña H. D., Dichtel W. R ., ACS Cent. Sci., 2016,2(9), 667— 673
doi: 10.1021/acscentsci.6b00220 URL pmid: 27725966 |
[14] |
Xu Q., Dalapati S., Jiang D ., ACS Cent. Sci., 2016,2(9), 586— 587
doi: 10.1021/acscentsci.6b00264 URL pmid: 27725954 |
[15] |
Cooper A. I ., ACS Cent. Sci., 2017,3(6), 544— 553
doi: 10.1021/acscentsci.7b00146 URL pmid: 28691065 |
[16] |
Demir S., Brune N., Humbeck J. F. V. K., Mason J. A., Plakhova T. V., Wang S., Tian G., Minasian S. G., Tyliszczak T., Yaita T., Kobayashi T., Kalmykov S. N., Shiwaku H., Shuh D. K., Long J. R ., ACS Cent. Sci., 2016,2(4), 253— 265
doi: 10.1021/acscentsci.6b00066 URL pmid: 27163056 |
[17] |
Yuan Y., Zhu G. S ., ACS Cent. Sci., 2019,5(3), 409— 418
doi: 10.1021/acscentsci.9b00047 URL pmid: 30937368 |
[18] |
Ren H., Ben T., Wang E. S., Jing X. F., Xue M., Liu B. B., Cui Y., Qiu S. L., Zhu, G. S ., Chem. Commun., 2010,46(2), 291— 293
doi: 10.1039/b914761f URL pmid: 20024355 |
[19] |
Pei C., Ben T., Qiu S ., Mater. Horiz., 2015,2(1), 11— 21
doi: 10.1039/C4MH00163J URL |
[20] |
Ben T., Ren H., Ma S. Q., Cao D. P., Lan J. H., Jing X. F., Wang W. C., Xu J., Deng F., Simmons J. M., Qiu S. L., Zhu G. S ., Angew. Chem. Int. Ed., 2009,48(50), 9457— 9460
doi: 10.1002/anie.200904637 URL pmid: 19921728 |
[21] |
Xia L. X., Yang D. Q., Zhang H. C., Zhang Q., Bu N. S., Song P., Yan Z. J., Yuan Y ., RSC Adv., 2019,9(36), 20852— 20856
doi: 10.1039/C9RA01904A URL |
[22] |
Yan Z. J., Yuan Y., Tian Y. Y., Zhang D. M., Zhu G. S ., Angew. Chem. Int. Ed., 2015,54(43), 12733— 12737
doi: 10.1002/anie.201503362 URL pmid: 26316032 |
[23] |
Díaza U., Corma A ., Coordin. Chem. Rev., 2016,311, 85— 124
doi: 10.1016/j.ccr.2015.12.010 URL |
[24] | Zhang R. R., Yuan G. M., Luo W. H ., Chem. J. Chinese Universities, 2018,39(9), 2105— 2112 |
( 张荣荣, 袁光明, 罗卫华 . 高等学校化学学报, 2018,39(9), 2105— 2112) | |
[25] |
Cossi M., Gatti G., Canti L., Tei L., Errahali M., Marchese L ., Langmuir, 2012,28(40), 14405— 11414
doi: 10.1021/la302195m URL pmid: 22935012 |
[26] |
Yan Z. J., Yuan Y., Liu J., Li Q., Nguyen N. T., Zhang D. M., Tian Y. Y., Zhu G. S ., Acta Chim. Sinica, 2016,74(1), 67— 73
doi: 10.6023/A15080562 URL |
[27] |
Yan Z. J., Ren H., Ma H. P., Yuan R. R., Yuan Y., Zou X. Q., Sun F. X., Zhu G. S ., Microporous Mesoporous Mater., 2013,173, 92— 98
doi: 10.1016/j.micromeso.2013.02.006 URL |
[28] |
Wang W., Yan Z. J., Yuan Y., Sun F. X., Zhao M., Ren H., Zhu G. S ., Acta Chim. Sinica, 2014,72(5), 557— 562
doi: 10.6023/A14020121 URL |
[29] |
Liu T. Z., Xia J. R., Li Y., Chen W. K., Zhang S., Liu Y., Zheng L., Yang Y. H ., Chem. J. Chinese Universities, 2015,36(10), 1880— 1887
doi: 10.7503/cjcu20150344 URL |
( 刘婷知, 夏介仁, 李瑶, 陈文凯, 张帅, 刘仪, 郑丽, 杨云慧 . 高等学校化学学报, 2015,36(10), 1880— 1887)
doi: 10.7503/cjcu20150344 URL |
|
[30] |
Ge L., Yu J., Ge S., Yan M ., Anal. Bioanal. Chem., 2014,406(23), 5613— 5630
doi: 10.1007/s00216-014-7756-1 URL pmid: 24705955 |
[31] |
Sun R. X., Huo X. J., Lu H., Feng S. Y., Wang D. X., Liu H. Z ., Sens. Actuators. B, 2018,265, 476— 487
doi: 10.1016/j.snb.2018.03.072 URL |
[32] |
He S. J., Pi J. J., Li Y., Lu X., Fu Y ., Acta Chim. Sinica, 2018,76(12), 956— 961
doi: 10.6023/A18080333 URL |
[33] |
Zhao Y., Xie F. Y., Zhang C., Kong R., Feng S., Jiang J. X ., Microporous Mesoporous Mater., 2017,240, 73— 79
doi: 10.1016/j.micromeso.2016.10.048 URL |
[34] |
Holst J. R., Stöckel E., Adams D. J., Cooper A. I ., Macromolecules, 2010,43(20), 8531— 8538
doi: 10.1021/ma101677t URL |
[35] | Stockel E., Wu X. F., Trewin A., Wood C. D., Clowes R., Campbell N. L., Jones J. T. A., Khimyak Y. Z., Adams D. J., Cooper A. I ., Chem. Commun., 2009,2, 212— 214 |
[36] |
Geng T. M., Zhu Z. M., Zhang W. Y., Wang Y ., J. Mater. Chem. A, 2017,5(16), 7612— 7617
doi: 10.1039/C7TA00590C URL |
[37] |
Dang Q. Q., Wang X. M., Zhan Y. F., Zhang X. M ., Polym. Chem., 2016,7(3), 643— 647
doi: 10.1039/C5PY01671A URL |
[38] |
Yuan Y., Sun F. X., Ren H., Jing X. F., Wang W., Ma H. P., Zhao H. J., Zhu G. S ., J. Mater. Chem., 2011,21(35), 13498— 13502
doi: 10.1039/c1jm11998b URL |
[39] |
Rose M., Klein N., Böhlmann W., Böhringer B., Fichtnerd S., Kaskel S ., Soft Matter, 2010,6, 3918— 3923
doi: 10.1039/c003130e URL |
[40] |
Wang S., Liu Y., Yu Y., Du J., Cui Y., Song X., Liang Z ., New J. Chem., 2018,42(12), 9482— 9487
doi: 10.1039/C8NJ01306C URL |
[41] |
Guo L., Cao D. P ., J. Mater. Chem. C, 2015,3(33), 8490— 8494
doi: 10.1039/C5TC01649E URL |
[1] | 李玉龙, 谢发婷, 管燕, 刘嘉丽, 张贵群, 姚超, 杨通, 杨云慧, 胡蓉. 基于银离子与DNA相互作用的比率型电化学传感器用于银离子的检测[J]. 高等学校化学学报, 2022, 43(8): 20220202. |
[2] | 王君旸, 刘争, 张茜, 孙春燕, 李红霞. DNA银纳米簇在功能核酸荧光生物传感器中的应用[J]. 高等学校化学学报, 2022, 43(6): 20220010. |
[3] | 孙金时, 陈鹏, 景丽萍, 孙福兴, 刘佳. 多级孔芳香骨架材料的合成及固载硫脲催化剂的研究[J]. 高等学校化学学报, 2022, 43(10): 20220171. |
[4] | 魏闯宇, 陈艳丽, 姜建壮. 基于乙硫基取代的三层酞菁铕二聚体修饰ITO电极构筑电化学多巴胺和尿酸传感器[J]. 高等学校化学学报, 2022, 43(1): 20210582. |
[5] | 李文, 乔珺一, 刘鑫垚, 刘云凌. 含萘基团的锆金属有机骨架材料对水中硝基芳烃爆炸物的荧光检测性能[J]. 高等学校化学学报, 2022, 43(1): 20210654. |
[6] | 赵凌云, 黄汉雄, 罗杜宇, 苏逢春. 复合材料柔软性对倒金字塔微结构阵列传感器性能的影响[J]. 高等学校化学学报, 2021, 42(9): 2953. |
[7] | 蔡雅倩, 张家怀, 刘方哲, 李海潮, 石建平, 关爽. Hofmeister效应辅助的蛋白质基水凝胶应变传感器[J]. 高等学校化学学报, 2021, 42(8): 2609. |
[8] | 潘晓君, 鲍容容, 潘曹峰. 可穿戴柔性触觉传感器的研究进展[J]. 高等学校化学学报, 2021, 42(8): 2359. |
[9] | 吴杨仪, 陈建平, 艾益静, 汪庆祥, 高飞, 高凤. 2-(2-羟基-3-甲氧基苯基)-C60的合成及在花椰菜花叶病毒启动子DNA传感检测中的应用[J]. 高等学校化学学报, 2021, 42(6): 1754. |
[10] | 徐梦祎, 黄雪雯, 李小杰, 魏玮, 刘晓亚. “串珠状”复合纳米组装体修饰丝网印刷电极构建的生物传感器[J]. 高等学校化学学报, 2021, 42(6): 1768. |
[11] | 王杰, 李莹, 邵亮, 白阳, 马忠雷, 马建中. 聚乙烯醇/聚吡咯复合导电水凝胶应变传感器的制备及性能[J]. 高等学校化学学报, 2021, 42(3): 929. |
[12] | 沙卉雯, 马维廷, 周晓娟, 宋卫星. 激光诱导三维网状石墨烯的一步法制备及应用[J]. 高等学校化学学报, 2021, 42(2): 607. |
[13] | 李梅, 夏晓娟, 陈志雄, 杨梦, 李紫滢, 杨通, 孟爽, 杨云慧, 胡蓉. 基于铂纳米颗粒@金属有机骨架纳米模拟酶的无标记电化学赭曲霉毒素适体传感器的构建[J]. 高等学校化学学报, 2021, 42(12): 3615. |
[14] | 王博东, 潘美辰, 卓颖. 二氧化硅纳米颗粒表面原位还原银纳米簇电化学发光传感界面的构建与分子识别[J]. 高等学校化学学报, 2021, 42(11): 3519. |
[15] | 解忱, 陈娜, 杨雁冰, 袁荃. 核酸适体功能化的二维材料场效应晶体管传感器研究进展[J]. 高等学校化学学报, 2021, 42(11): 3406. |
阅读次数 | ||||||
全文 |
|
|||||
摘要 |
|
|||||