DOI:10.13822/j.cnki.hxsj.2022.0353
背景介绍
随着工业化、农业化水平的提高，大量污染物的产生严重危害了自然界生态平衡，并且增加了人类面临各种健康问题的风险。开发一种灵敏、稳定、快速、便捷的新型检测方法，对于环境监测具有重要意义。发光金属有机框架材料（Luminescent metal-organic frameworks，LMOFs）兼具了MOFs材料孔隙率高、比表面积大、易于结构修饰等特点和光致发光特性，在荧光传感方面展现出灵敏度高、选择性好、检测范围宽和抗干扰性能强等优点，因而在环境检测领域表现出良好的应用前景。
本文亮点
1
介绍了LMOFs的发光类型和发光机理；
2
评述了近年来LMOFs对环境中金属离子、无机物、有机物的荧光传感的研究进展；
3
对LMOFs的发展前景进行了展望。
内容介绍
1 发光金属有机框架(LMOFs)
1.1 LMOFs的发光方式
1.2 LMOFs的荧光检测机理
图2 a.MIL-101(Al)-NH2纳米探针针对EA荧光传感机理示意图[42]；b.用于QCT检测的多面体复合材料NUZ-8示意图[43]
Fig.2 a. Schematic diagram of fluorescence sensing mechanism of MIL101(Al)-NH2 nano probe for EA[42]; b. Schematic diagram of polyhedral composite NUZ-8 for QCT detection[43]
2 LMOFs在环境检测中的应用
2.1 金属离子检测
图3 a.Zn(II)/Cd(II)基LMOFs检测水溶液中Cr6+/Fe3+/Pd2+“荧光开关”示意图[48]；b.(Cd(BIM)2Cl2)n的结构示意图及检测Fe3+的荧光淬灭图[49]；c.Eu@Zn-MOF检测检测不同金属离子的荧光示意图[50]
Fig.3 a. Schematic diagram of "fluorescence switch" for detecting Cr6+/Fe3+/Pd2+ in aqueous solution by Zn(II)/CD(II) based LMOFs[48]; b. Structural diagram of (Cd(BIM)2Cl2)n and fluorescence quenching diagram for detecting Fe3+[49]; c. Eu@Zn-Fluorescence diagram of MOF detection for different metal ions[50]
2.2 无机物检测
图4 a.Eu@UMOF-Eu-LA结构图[52]；b.具有1D通道的3D Zn-MOF对CO2的荧光传感[53]；c.Ce-PA-Tb检测SO2机理图[54]
Fig.4 a. The structure of Eu@UMOF-EU-LA[52]; b. Fluorescence sensing of CO2 by 3D Zn-MOF with 1D channel[53]; c. Mechanism diagram of CE-PA-Tb detection of SO2[54]
3 结论与展望
对LMOFs荧光检测进行以下展望：
3.1 LMOFs多样的结构对荧光传感至关重要，通过筛选合适的金属节点和有机配体，合成具有特定结构的LMOFs，可以大幅度提高LMOFs的结构稳定性及检测水平[65,66]。
3.2 LMOFs荧光传感与不同的技术手段联用，可以进一步提高传感的精准性、准确度，如：比率荧光法与比色法联用技术[67]，通过独特的视觉颜色变化，达到快速响应，以及更低的检出限，与电化学传感[68]和表面等离子体共振传感（SPR）[69]的联用也具有良好的性能。
3.3 LMOFs荧光传感在环境检测的广泛应用，将LMOFs与便携式荧光检测仪或智能手机等设备结合，发展简单、快速、准确和便携的化学测量方法，为环境检测提供更方便快捷的方法，这将是LMOFs传感未来研究的重点。
