余 奕, 居 佳, 栾林栋, 潘忠奔, 蔡华强

(中国工程物理研究院化工材料研究所, 四川 绵阳 621999)

1 引 言

由于公共安全和生态环境安全的重要性日益提高,如何快速识别和检测爆炸物,越来越受到关注[1]。传统的检测方法主要是基于化学传感和精密仪器测量[2,3],但这两种方法通常很难实现爆炸物的快速检测。随着超分子材料和配位化学的发展,出现了一种新型结构材料——金属有机骨架材料(Metal-Organic Frameworks,MOFs)[4]。MOFs是指由金属离子/团簇与具有一定刚性的有机配体分子,通过配位键形成的一维、二维或三维多孔晶态化合物(如图1)。近年来,MOFs己成为材料化学领域的一个研究热点。 MOFs具有多变的拓扑结构,可以通过金属/金属簇和有机配体的选择,设计和调节其物理和化学性质,目前已在气体吸附分离、光功能检测识别、催化、分子磁性和药物负载等方面展示出潜在的应用前景[5-10]。

2002年,关于MOFs发光性质的研究首次报道,在此之后,具有荧光发射的MOFs新结构不断涌现。因为具有较大的比表面积和规整的孔道结构,许多光功能金属有机骨架(LMOFs)成为理想的分子传感器。2009年,第一个检测爆炸物的LMOFs出现[13],经过近十年的发展,出现了大量可识别爆炸物的LMOFs,展示了较好的应用前景。本文综述了LMOFs用于硝基爆炸物、氮杂环爆炸物和非氮类爆炸物检测方面研究工作,对LMOFs在爆炸物识别研究方向进行了展望。

图1 锌四氧簇和对苯二酸构成的MOF-5[4]

Fig.1 MOF-5 formed from SBC and linker[4]

2 LMOFs对硝基爆炸物的检测

2.1 硝基爆炸物的气相识别

爆炸物多为有机小分子,其中很大一部分化合物蒸气压较高。……