Synthesis， Structure and Fluorescence Detection Properties of a New Lanthanide Metal-Organic Framework Material

doi:10.7503/cjcu20220037

Abstract

Abstract:

A new lanthanide metal-organic framework material，［Tb₂（bpt）₂（H₂O）₂］·（DMA）_4.5， with Tb³⁺ ion as the metal center was synthesized by solvothermal method. The material was further characterized by single crystal X-ray diffraction（SXRD）， powder X-ray diffraction（PXRD）， elemental analysis（EA）， thermogravimetric analysis（TGA）， Fourier transform infrared spectroscopy（FTIR） and fluorescence spectroscopy（FS）. The results of single crystal diffraction analysis show that the compound has a three-dimensional structure containing a one-dimensional straight channel with a channel window of ca. 1.23 nm×1.10 nm. Fluorescence test results demonstrate that the detection limit for Cr³⁺ ions is as low as 0.22 mg/L， indicating that the compound has superior selectivity. It is expected to have potential application in the field of fluorescent detection of Cr³⁺ ions.

Key words: Solvothermal synthesis, Metal-organic framework material, Rare earth compound, Fluorescence sensing

CLC Number:

O614.3

TrendMD:

LU Cong, LI Zhenhua, LIU Jinlu, HUA Jia, LI Guanghua, SHI Zhan, FENG Shouhua. Synthesis， Structure and Fluorescence Detection Properties of a New Lanthanide Metal-Organic Framework Material[J]. Chem. J. Chinese Universities, 2022, 43(6): 20220037.

Figures/Tables 10

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Empirical formula	C₄₈H_58.5N_4.5O_18.5Tb₂	Crystal size	0.22 mm×0.20 mm×0.19 mm
Formula weight	1312.33	θ Range for data collection/（°）	2.44―35.23
Crystal system	Orthorhombic	Limiting indices	-45 ≤ h ≤ 46
Space group	P2₁2₁2		-23 ≤ k ≤ 23
a/nm	2.8572（6）		-23 ≤ l ≤ 23
b/nm	1.4519（3）	Reflections collected/unique/ R（int）	78969/21097/0.0536
c/nm	1. 4519（3）	Data/restraints/parameters	21097/24/421
α/（°）	90	Goodness?of?fit on F²	0.997
β/（°）	90	R₁［I > 2σ（I）］	0.0326
γ/（°）	90	wR₂［I > 2σ（I）］	0.0739
Volume/nm³	6.023（2）	R₁（all data）	0.0354
Z	4	wR₂（all data）	0.0747
Calculated density/（Mg·m^-3）	1.447	Flack parameter	0.490（8）
Absorption coefficient/mm^-1	2.396	Largest diff. peak and hole/（e·nm^-3）	1479， -2931
F（000）	2624	Temperature/K	293（2）

Empirical formula	C₄₈H_58.5N_4.5O_18.5Tb₂	Crystal size	0.22 mm×0.20 mm×0.19 mm
Formula weight	1312.33	θ Range for data collection/（°）	2.44―35.23
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Space group	P2₁2₁2		-23 ≤ k ≤ 23
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α/（°）	90	Goodness?of?fit on F²	0.997
β/（°）	90	R₁［I > 2σ（I）］	0.0326
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Volume/nm³	6.023（2）	R₁（all data）	0.0354
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Calculated density/（Mg·m^-3）	1.447	Flack parameter	0.490（8）
Absorption coefficient/mm^-1	2.396	Largest diff. peak and hole/（e·nm^-3）	1479， -2931
F（000）	2624	Temperature/K	293（2）