Fluorescent Detection of Hydrogen Sulfide Using Metal-organic Framework CAU-10-NH-DNBA Functionalized with 3，5-Dinitrobenzoic Acid

doi:10.7503/cjcu20240069

Abstract

Abstract:

Fluorescent probe based on 3，5-dinitrobenzoic acid functionalized metal-organic framework CAU-10-NH-DNBA was designed for the direct detection of H₂S. Firstly， Metal-organic framework CAU-10-NH₂ was synthesized using AlCl₃ and 5-amino-m-phthalic acid as raw materials under solvothermal conditions. Subsequently， CAU-10-NH-DNBA was synthesized in an aqueous solution using CAU-10-NH₂ and 3，5-dinitrobenzoic acid（DNBA） as raw materials under the action of coupling agents 1-（3-dimethylaminopropyl）-3-ethylcarbimide（EDC） and N-hydroxy-succinamide（NHS）. The excitation and emission wavelengths of the prepared CAU-10-NH-DNBA are 320 and 412 nm， respectively. The product was characterized by infrared spectroscopy， X-ray diffraction， solid state NMR， X-ray photoelectron spectroscopy and scanning electron microscopy. The influence of pH value， time and temperature on the detection effect was explored. Under the optimal conditions， the detection limit of H₂S was 2.43 μmol/L， and the linear range was 3.9—62.5 μmol/L. The CAU-10-NH-DNBA has the advantages of high sensitivity and selectivity， and can be applied to the determination of H₂S in human serum samples with a recovery range of 94.5%—96.1%.

Key words: Metal-organic framework, 3, 5-Dinitrobenzoic acid, Functionalization, Fluorescent detection, Hydrogen sulfide

CLC Number:

O657.3

TrendMD:

GONG Wenpeng, ZHOU Linnan. Fluorescent Detection of Hydrogen Sulfide Using Metal-organic Framework CAU-10-NH-DNBA Functionalized with 3，5-Dinitrobenzoic Acid[J]. Chem. J. Chinese Universities, 2024, 45(8): 20240069.

Figures/Tables 11

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MOF	Detection limit/（μmol·L^-1）	Reference
Zr⁃UIO⁃66⁃NO₂	188	［17］
Ce⁃UIO⁃66⁃NO₂	34.84	［18］
Al⁃MIL⁃53NO₂	69.3	［19］
DUT⁃55⁃（NO₂）₂	20.0	［20］
Zr⁃UIO⁃66⁃（NO₂）₂	14.14	［21］
Eu³⁺/Ag⁺@UIO⁃66⁃（COOH）₂	23.53	［29］
CAU⁃10⁃NH⁃DNBA	2.43	This work

MOF	Detection limit/（μmol·L^-1）	Reference
Zr⁃UIO⁃66⁃NO₂	188	［17］
Ce⁃UIO⁃66⁃NO₂	34.84	［18］
Al⁃MIL⁃53NO₂	69.3	［19］
DUT⁃55⁃（NO₂）₂	20.0	［20］
Zr⁃UIO⁃66⁃（NO₂）₂	14.14	［21］
Eu³⁺/Ag⁺@UIO⁃66⁃（COOH）₂	23.53	［29］
CAU⁃10⁃NH⁃DNBA	2.43	This work

c（H₂S）/（μmol·L^-1）		Recovery（%）	RSD（%）
Added	Found	Recovery（%）	RSD（%）
—	16.9	—	3.6
7	22.6	94.5	4.1
14	29.7	96.1	3.9
30	44.5	94.9	5.7

c（H₂S）/（μmol·L^-1）		Recovery（%）	RSD（%）
Added	Found	Recovery（%）	RSD（%）
—	16.9	—	3.6
7	22.6	94.5	4.1
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