新型嘧啶酰肼类Zn(II)配位聚合物荧光传感器：高选择性检测环境水体中2,4-DNP与4-NP的创新策略

针对硝基酚类环境污染物（如2,4-DNP和4-NP）的精准检测需求，研究人员设计合成了一种基于嘧啶酰肼配体的Zn(II)配位聚合物（Zn(II)-CP）。该探针通过荧光猝灭效应实现对目标物的高灵敏度（Ksv达104 M?1量级）和特异性识别，并在自然水体中取得99.89–101.50%的回收率，为环境监测提供了新型分析工具。

　　

论文解读

硝基芳香化合物（NACs）作为工业炸药、农药和药物的主要成分，其环境残留对生态安全和人类健康构成严重威胁。其中，2,4-二硝基苯酚（2,4-DNP）和4-硝基苯酚（4-NP）被美国环保署列为优先控制污染物，传统检测方法如色谱-质谱联用技术存在设备昂贵、操作复杂等局限。如何开发简便、高效的新型传感材料成为环境分析领域的重大挑战。

安徽大学研究团队在《Inorganic and Nuclear Chemistry Letters》发表的研究中，创新性地利用嘧啶酰肼配体（H₂L）与ZnCl₂通过水热法合成了一维链状Zn(II)配位聚合物（[Zn₃(HL)₂Cl₄]_n）。该材料在300 nm激发下呈现625 nm的红色荧光，并通过晶体学表征揭示其单斜晶系（P2₁/n空间群）结构特征——Zn1采取四配位ZnN₂Cl₂扭曲四面体构型，而Zn2形成五配位ZnN₂Cl₃三角双锥结构，Cl^?桥连形成独特的一维链状拓扑。

关键技术方法
研究采用单晶X射线衍射解析晶体结构，通过荧光光谱评估传感性能，结合PXRD验证材料稳定性，并运用密度泛函理论（DFT）计算阐明电子转移机制。自然水样检测实验涵盖不同来源的实际样本。

研究结果

1. 晶体结构描述：不对称单元包含1.5个Zn(II)离子，HL^?通过N,O-螯合与金属中心配位，Cl^?桥连形成无限延伸的一维链，π-π堆积（3.742 ?）增强结构稳定性。
2. 荧光传感性能：2,4-DNP和4-NP分别引起4.7402×10⁴ M^?1和5.5739×10⁴ M^?1的Stern-Volmer猝灭常数，检测限达微摩尔级。实际水样回收率接近100%，显著优于传统方法。
3. 作用机制：DFT计算证实硝基酚类通过光诱导电子转移（PET）猝灭荧光，PXRD证实检测后晶体结构保持完整。

结论与意义
该工作不仅拓展了嘧啶酰肼类配体在功能材料中的应用，更建立了首个基于Zn(II)-CP的硝基酚类荧光检测平台。其高选择性、抗干扰能力和实际水样适用性，为环境污染物现场监测提供了革命性解决方案。理论计算与实验结果的相互印证，为后续理性设计传感器材料提供了重要范式。