近日，材冶化学部分子材料化学与技术研究所刘遂军副教授课题组在金属-有机框架荧光传感器领域取得重要进展，成果分别以“Fabrication and DFT Calculation of Amine-Functionalized Metal-Organic Framework as a Turn-On Fluorescence Sensor for Fe³⁺and Al³⁺Ions”和“A pH-Stable Tb^III-Based Metal-Organic Framework as a Turn-On and Blue-Shift Fluorescence Sensor toward Benzaldehyde and Salicylaldehyde in Aqueous Solution”为题公开发表在美国化学学会无机化学领域顶级期刊《Inorganic Chemistry》（SCI二区Top期刊，无机化学与核化学小类一区，影响因子5.436）。论文第一作者分别为2021级硕士研究生蔡定桂和2020级硕士研究生王珂，通讯作者为刘遂军副教授等人。

全球城市化和工业化的快速发展使金属离子污染日益严重，金属离子在体内不仅难以降解，且会不断蓄积。一系列的病理性疾病，如肝硬化、各种贫血、失眠和帕金森病已被证明与Fe³⁺离子浓度平衡的紊乱密不可分。此外，长期接触高浓度的Al³⁺会对人体中枢神经系统、骨骼和造血系统造成永久性损害。因此，迫切需要开发一种能够快速、高效、精准识别Fe³⁺和Al³⁺的传感材料。江西理工大学刘遂军副教授课题组基于苯并噻二唑衍生物合成了一种能够高效裸眼识别Fe³⁺和Al³⁺的金属-有机框架材料(JXUST-18)，它是二维层状结构，这是少有的可用作Fe³⁺荧光增强的MOF。为了更加便于实际检测Fe³⁺和Al³⁺，成功制备了基于JXUST-18的便携式检测试纸、灯珠和薄膜，实现了从理论到器件化应用。此外，JXUST-18表现出良好的循环性能和较低的检出限，检出限分别为0.196μM和0.184μM。

图1 JXUST-18通过荧光增强效应高选择性识别Fe³⁺和Al³⁺

苯甲醛(BZ)和水杨醛(SA)是制药、染料、香料和树脂等行业必不可少的工业原料。但是，当BZ和SA泄漏到环境中时，它们严重污染大气，不仅对水生生物和生态系统造成严重的负面影响，还会危害人类健康。如果吸入过多，导致严重的呼吸道刺激、神经麻痹、急性中毒。因此，寻找一种高选择性和高灵敏度的BZ和SA检测方法具有重要意义。江西理工大学刘遂军副教授课题组基于苯并噻二唑基元设计合成了一种新型四羧酸有机配体(H₄BTDBA)，并以此制备了一种稳定的铽基金属-有机框架材料(JXUST-19)。它具有优异的溶剂和化学稳定性，在水中浸泡一周和在沸水中浸泡24小时均能保持框架的稳定，还能够通过荧光增强和裸眼识别实现水中BZ和SA的检测，这是第一例可通过荧光增强和裸眼识别检测SA的Tb^III-MOF。此外，JXUST-19表现出良好的循环性能（图二）和较低的检出限，检出限分别为0.184 ppm和0.196 ppm。有趣的是，荧光传感可以通过基于JXUST-19的荧光试纸、LED灯珠和复合薄膜的简易制作来实现，为荧光传感器在醛类领域的广泛应用开辟了道路。

图2JXUST-19通过荧光增强和蓝移效应高选择性识别BZ和SA。

据悉，这两个工作得到了国家自然科学基金、江西省自然科学基金、江西省双千计划、江西省青年井冈学者奖励计划的资助。

（图/刘遂军 文/刘遂军 审核/李立清 编辑/陈琰）