NML综述 | 基于MOFs材料的环境污染物检测传感器

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Metal Organic Framework-Based Sensors forEnvironmental Contaminants Sensing

Xian Fang¹, Boyang Zong¹,Shun Mao¹

Nano-Micro Lett. (2018) 10:64

https://doi.org/10.1007/s40820-018-0218-0

本文亮点

1  详细介绍了基于金属有机框架（MOFs）材料构建的不同类型传感器在环境污染物（水体、气体污染物）检测中的典型应用；

2  讨论了在不同类型传感器的构建中，MOFs材料或MOFs与其他功能材料的复合物如何利用其结构特征来提高传感器的检测性能。

内容简介

近年来，环境污染问题日益加剧，实现对环境污染物的实时在线监测是环境综合治理的关键环节，因此，研发具有良好灵敏度和选择性的污染物传感器具有重要的现实意义。

传感器的性能与传感平台的构建材料息息相关，MOFs材料相较于传统的多孔材料，具有晶态结构、多孔、强的金属-配体作用特征，兼有无机材料的刚性和有机材料的柔性特点。

此外，MOFs材料具有高比表面积、强吸附力、高孔隙率、良好的催化能力和表面活性高等优势，因此在传感器的构建材料领域有着巨大潜能。

同济大学毛舜教授团队总结了近年来基于MOFs材料构建的传感器在环境污染物检测中的应用进展，分别论述了MOFs构建的光学、电学和场效应晶体管（FET）传感器在水质、大气污染物检测中的典型应用。

总结了MOFs材料如何通过结构调控或与其他功能材料复合，来提高传感器各方面的检测性能，并对未来MOFs材料在环境污染物检测中的应用前景提出展望。此篇综述为MOFs在环境传感领域的应用提供了较为系统的总结和论述。

图文导读

1  基于发光MOFs材料构建的光学传感器

将具有荧光性质的MOFs（NH₂-MIL-53）作为荧光探针，构建对水中消毒副产物ClO⁻的检测平台，当两者共存时会通过N−H···O−Cl氢键作用发生能量转移，从而产生荧光猝灭，实现对ClO⁻的灵敏检测。

2  基于MOFs材料构建的电化学传感器

将具有大比表面积和良好催化能力的MOFs材料（Cu₃(BTC)₂）与具有高导电性的石墨烯复合，作为电化学传感器的电极材料，可利用电化学方法对水中酚类有机物的同分异构体实现同步灵敏检测。

3  基于MOFs构建的场效应晶体管（FET）气体传感器

将具有强气体吸附能力的MOFs材料（ZIF-8）与金纳米棒、氧化锌复合作为FET传感器的通道材料，可对可挥发性有机物气体（VOCs）进行同步检测和去除。

作者简介

主要研究方向：

① 环境监测：水质检测技术、大气污染检测技术；

② 水污染控制：高级氧化技术、复合纳米催化材料；

③ 能源转化：电催化材料。

主页链接：

https://sese.tongji.edu.cn/3135/_s112/55/43/c3135a21827/page.psp

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