Zirconium-based Metal-Organic Framework with Naphthalene for Fluorescent Detection of Nitroaromatic Explosives in Water

doi:10.7503/cjcu20210654

Abstract

Abstract:

Guided by molecular building block（MBB） approach， a naphthalene-based linear organic ligand 4，4′-（9，10-naphthalenediyl）bis-benzoic acid（H₂NDBA） is designed and synthesized to build the oriented framework. By using the modulator method， the solvothermal reaction of ZrOCl₂·8H₂O and H₂NDBA ligand yields the ［Zr₆（μ₃-O）₄·（μ₃-OH）₄（NDBA）₆］·7DMF·4H₂O（JLU?MOF100） with anticipated fcu topology. JLU?MOF100 displays high porosity and good water stability. Benefiting from the naphthalene group in the ligand， JLU?MOF100 exhibits significant fluorescent properties. It shows good performance in the detection of different nitroaromatic explosives in water by quenching effect.

Key words: Zirconium metal-organic framework, Naphthalene group, Fluorescent detection, Nitroaromatic explosive

CLC Number:

O611.4

TrendMD:

LI Wen, QIAO Junyi, LIU Xinyao, LIU Yunling. Zirconium-based Metal-Organic Framework with Naphthalene for Fluorescent Detection of Nitroaromatic Explosives in Water[J]. Chem. J. Chinese Universities, 2022, 43(1): 20210654.

Figures/Tables 5

Fig.1 Schematic representation of the structure of JLU?MOF100(A) Zr6?cluster; (B) NDBA2- ligand; (C) octahedral cage; (D) tetrahedral cage; (E―G) topological demonstration of octahedral cage(E), tetrahedral cage(F), and fcu topology(G). Color scheme: Zr, green; C, gray; O, red.

Fig.2 PXRD patterns and crystal image(inset) of JLU?MOF100(A), N2 adsorption?desorption isotherm at 77 K and pore size distribution(inset) of JLU?MOF100(B) and fluorescence patterns of H2NDBA, JLU?MOF100, and JLU?MOF100 in water(C)

Fig.3 Fluorescence spectra and SV plots(inset) of quenching titration using JLU?MOF100 towards 1 mmol/L solutions of TNP(A), 2,4?DNP(B), 4?NP(C), 2,4?DNT(D), 4?NT(E) and 3?NT(F)

Fig.4 Fluorescent images of JLU?MOF100 water dispersion before(left) and after(right) the addition of 200 μL of 1 mmol/L TNP aqueous solution(A) and quenching efficiencies towards six nitroaromatics(B)

Fig.5 SV plots of titration using JLU?MOF100 towards 0.25 mmol/L analytes solution(A) and KSV values of six nitroaromatics(B)

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