二氧化碳精准检测手艺在情形监测与工业清静领域具有主要应用价值。古板电化学法和红外光谱手艺虽普遍应用,,,但普遍保存装备重大、、难以实时可视化等固有缺陷。近年来,,,基于发光质料的传感手艺虽展现出高迅速度优势,,,却受限于溶剂依赖性、、不可逆响应及固态稳固性缺乏等瓶颈。Cu(I)簇质料依附其奇异的孔道结构和发光可调性为气体传感带来新机缘,,,但Cu(I)簇的稳固性问题及作用机制不明确始终制约其开展。壹号娱乐APP叶嘉文-陈玲团队在《Chemical Science》揭晓题为"CO2-Enhanced TADF of an Ultra-Stable Cu(I) Cluster via Guest-Host π?π Interaction"的研究论文,,,报道了一种基于超稳固Cu(I)簇(CuIDPO)的立异传感质料。该质料通过奇异的海浪形一维孔道结构,,,使用主-客体π-π相互作用机制,,,乐成实现了对CO?的可视化荧光增强检测,,,其荧光强度在1 bar CO?情形下提升达385%,,,检测限低至7.7 mbar,,,且在pH = 1-14的极端酸碱条件中坚持稳固,,,展现出突破性的情形耐受性。
研究团队通过单晶X射线衍射与理论盘算展现了CO?诱导荧光增强的微观机制:孔道内CO?分子与苯环间的π-π相互作用有用抑制了苯环旋转导致的非辐射跃迁,,,同时维持[Cu?I?]簇焦点结构的稳固性,,,使得质料在1.5秒内即可完成快速可逆响应。该质料不但突破了Cu(I)簇在强酸强碱情形中不稳固的古板认知,,,更通过固态荧光增强机制实现了无需溶剂辅助的可逆检测,,,为开发新一代便携式CO?传感器提供了理论基础。现在团队正基于该效果研发二维可视化检测装置,,,在工业管道走漏监测、、密闭空间清静预警等场景中展现出主要应用远景。

图1 二氧化碳荧光传感的机制
【作者信息】
情形与化学工程学院硕士生张弘锦为第一作者,,,叶嘉文副教授与陈玲讲师为配合通讯作者。研究事情获得国家自然科学基金(22101211,,,21901189)的支持。