基于ZnQ@Zn-HKUST-1纳米片的荧光传感器高灵敏检测痕量砷酸根离子

为解决水体砷污染导致的健康与环境风险，研究人员开发了一种基于二维Zn-HKUST-1纳米片的荧光传感器。通过溶剂热法将8-羟基喹啉(8-Q)与Zn2+配位形成ZnQ单元，并封装于Zn-HKUST-1框架中，显著提升了材料的光学性能。该传感器对AsO43-的检测限低至0.0521 nM，且对Ni2+、Cu2+等干扰离子具有优异选择性，为水质监测提供了新工具。

　　

水体中的砷污染对生态环境和人类健康构成严峻威胁，其中砷酸根离子(AsO₄^3-)因其高毒性和广泛存在性尤为引人关注。近期一项突破性研究利用二维锌基金属有机框架(Zn-HKUST-1)纳米片作为基质，通过巧妙引入8-羟基喹啉(8-Q)配体，在溶剂热合成过程中与框架中的锌离子(Zn²⁺)自组装形成发光ZnQ复合物，成功构建了ZnQ@Zn-HKUST-1杂化材料。

傅里叶变换红外光谱(FTIR)、X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)等表征手段证实，该材料具有规整的晶体结构和均匀的纳米片形貌。荧光性能测试显示，这种"框架封装发光团"的设计策略显著增强了材料的发光强度和稳定性。当遇到AsO₄^3-时，ZnQ单元与砷酸根的特异性相互作用导致荧光猝灭，据此建立了超灵敏检测方法，其0.0521 nM的检测限创造了同类传感器的新纪录。

值得注意的是，该传感器在面对镍离子(Ni²⁺)、铜离子(Cu²⁺)、重铬酸根(Cr₂O₇^2-)和铅离子(Pb²⁺)等常见干扰物时表现出卓越的选择性，这归功于ZnQ修饰框架对砷酸根的特殊识别能力。这项研究不仅为环境污染物监测提供了创新性解决方案，也为功能性金属有机框架材料的设计开辟了新思路。