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Angew：陜西師大房喻院士課題組在光電惰性飽和烷烴熒光敏感薄膜創(chuàng)新制備方面取得重要進展
來源：陜西師范大學化學化工學院 2022-07-22
導讀：近日，光子鼻與分子材料研究團隊房喻院士課題組在光電惰性飽和烷烴熒光敏感薄膜創(chuàng)新制備方面取得重要進展，相關研究成果發(fā)表在《德國應用化學》期刊（Angew. Chem. Int. Ed., 2022, DOI: 10.1002/anie.202207619），論文第一作者為陜西師范大學王朝龍博士，通訊作者為陜西師范大學房喻院士。
烷烴類化合物是重要的化工原料，易于揮發(fā)，易于燃燒，是工業(yè)生產(chǎn)安全的重要隱患。此外，小分子飽和烷烴是人體生理代謝的重要產(chǎn)物，作為消化道惡性病變的重要標示物，在揮發(fā)組學研究中已經(jīng)廣受關注?？梢哉f，飽和烷烴氣體的原位、在線、高靈敏、高選擇、快速探測具有重要的意義。然而，飽和烷烴反應活性低，光電惰性，高性能探測極具挑戰(zhàn)。薄膜熒光傳感是繼離子遷移譜之后，業(yè)界公認的有望替代嗅爆犬、緝毒犬和疾病診斷犬的新一代微痕量物質(zhì)氣相檢測技術(shù)。薄膜熒光傳感器能耗低、結(jié)構(gòu)相對簡單、易于實現(xiàn)便攜。敏感薄膜材料創(chuàng)制和高性能化是獲得高性能熒光傳感器的關鍵，其核心又是高性能熒光傳感單元的設計合成。近日，光子鼻與分子材料研究團隊房喻院士課題組采用跨空間電荷轉(zhuǎn)移分子設計策略，合成了U形碳硼烷橋聯(lián)苝二酰亞胺-蒽二分體，以其作為傳感單元，實現(xiàn)了對飽和烷烴類物質(zhì)的氣相高性能檢測。電子給體蒽與受體苝二酰亞胺間面對面的排列方式保證了分子內(nèi)跨空間電荷轉(zhuǎn)移過程的有效發(fā)生，導致該二分體呈現(xiàn)出顯著的熒光雙發(fā)射和溶致變色行為。借助超快瞬態(tài)吸收光譜技術(shù)，作者觀察到了二分體受光激發(fā)后隨溶劑極性增加而持續(xù)變化的激發(fā)態(tài)動力學過程?；诳缈臻g電荷轉(zhuǎn)移對微環(huán)境極性的獨特敏感性，該薄膜對烷烴氣體的存在表現(xiàn)出快速（~5 s）、靈敏（~10 ppm）和選擇性響應。據(jù)此，作者創(chuàng)制了一種概念性薄膜熒光傳感器。該傳感器體積小（~3.7 cm3）、能耗低，可在常溫下工作。由此實現(xiàn)了對飽和烷烴的原位在線監(jiān)測，有望滿足實際探測需要。功能分子的U形非平面結(jié)構(gòu)有效避免了芳烴單元的緊密堆積，保證了傳感過程的高效傳質(zhì)。此外，跨空間電荷轉(zhuǎn)移這一發(fā)光本質(zhì)使得薄膜對微環(huán)境改變異常敏感，由此保障了敏感薄膜的高性能。這一實踐為熒光傳感單元的的理性設計提供了新的思路。論文鏈接：https://doi.org/10.1002/anie.202207619
參考資料：http://www.chem.snnu.edu.cn/neiye/show-13932.html
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