高稳定性及量子产率双配体铕金属有机框架用于水体中痕量Fe3+、CrO42?和Cr2O72?的灵敏检测

本研究针对水体中毒性离子的检测需求，开发了一种基于Eu3+/2,2′-H2bpdc/Phen的双配体Eu-MOF荧光传感器。该材料具备优异的水稳定性、量子产率（42.6%）和长荧光寿命（0.9002 ms），可高灵敏度检测Fe3+、CrO42?和Cr2O72?（检测限低至0.09–0.28 μM），并揭示了配体至分析物的能量转移与竞争吸收机制，为环境监测提供了可靠工具。

　　

研究人员通过水热合成法构建了一种新型铕金属有机框架（Eu-MOF），其以Eu³⁺为核心，采用刚性配体2,2′-联苯二甲酸（2,2′-H₂bpdc）和辅助配体1,10-菲啰啉（Phen）共同组装而成。该材料展现出卓越的水稳定性、pH稳定性、热稳定性及光稳定性，并具有42.6%的高量子产率与0.9002 ms的平均荧光寿命，使其成为高性能荧光探针的理想候选。

该Eu-MOF可通过荧光猝灭效应定量检测水体中的痕量Fe³⁺、CrO₄^2?和Cr₂O₇^2?，其检测灵敏度分别为1.527×10⁴ M^?1、1.378×10⁴ M^?1和1.463×10⁴ M^?1，检测限低至0.28 μM、0.19 μM和0.09 μM。此外，该传感器具备优异的选择性、抗干扰性、可重复性（经5次循环后性能稳定）及实际应用可行性。

通过密度泛函理论计算，研究团队揭示了双配体（2,2′-H₂bpdc和Phen）在敏化Eu³⁺发光过程中的两条能量转移路径。荧光传感机制涉及从天线配体至目标分子的光诱导电子转移（PET）以及激发能量的竞争吸收。该Eu-MOF凭借其高稳定性和灵敏度，在水环境毒性离子监测领域具有广阔的应用前景。