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Jun 17, 2023

Polímero de coordenação luminescente de Cd baseado em tiazol como um duplo

Relatórios Científicos volume 13, Número do artigo: 269 (2023) Citar este artigo 1021 Acessos 2 Citações Métricas detalhes Uma nova estrutura orgânica de cádmio metálico altamente fluorescente, [Cd (DPTTZ) (OBA)]

Scientific Reports volume 13, Artigo número: 269 (2023) Citar este artigo

1021 acessos

2 citações

Detalhes das métricas

Uma nova estrutura orgânica de metal cádmio altamente fluorescente, [Cd (DPTTZ) (OBA)] (IUST-3), sintetizada usando dois ligantes 2, 5-di (piridina-4-il) tiazolo [5, 4-d] tiazol (DPTTZ) e 4, 4'-oxibis (ácido benzóico) (OBA) simultaneamente, que exibe uma estrutura bidimensional. As características deste Cd-MOF foram investigadas por difração de raios X de cristal único, espectroscopia de infravermelho com transformada de Fourier, análise elementar, difração de raios X de pó e análise termogravimétrica. O IUST-3 apresenta excelente propriedade de luminescência e boa estabilidade em água. Experimentos luminescentes indicam que o IUST-3 possui notável sensibilidade e seletividade para a detecção de 4-nitroanilina (4-NA) e ânion CrO42− com KSV = 1,03 × 105 M-1 (4-NA) e KSV = 2,93 × 104 M-1 (CrO42−) e limite inferior de detecção 0,52 µM (4-NA) e 1,37 µM (CrO42−). Além disso, o possível mecanismo de extinção de fluorescência foi explorado neste artigo.

A sensação e detecção de poluição no ambiente aquático são essenciais para a conservação ambiental e a segurança da vida. As águas residuais geradas por diversos processos industriais, como ligas, galvanoplastia, inibição de corrosão, impressão, tingimento têxtil, etc., contêm cromo e seus derivados1,2,3,4. O composto de cromo hexavalente, ânion CrO42, é muito perigoso para a saúde humana e pode causar sérios efeitos adversos à saúde, como danos renais, irritação da pele, carcinoma de pulmão, reações alérgicas e assim por diante5,6,7. Além disso, a 4-nitroanilina, um composto explosivo bem conhecido, como intermediário essencial na síntese de pesticidas químicos, corantes, fotoestabilizadores, antioxidantes e produtos farmacêuticos, tornou-se uma grave fonte de poluição do solo, águas subterrâneas e sedimentos8,9,10 . Portanto, potencialmente causam algumas doenças graves, como câncer, coma, anemia, metemoglobinemia e assim por diante11,12,13. Assim, a expansão de métodos extremamente eficientes para detectar substâncias perigosas no ambiente aquático tornou-se cada vez mais necessária e atraiu considerável atenção de pesquisas14,15,16,17.

Estruturas metal-orgânicas (MOFs), também conhecidas como polímeros de coordenação porosos (PCPs), são um tipo fascinante de materiais sensoriais automontados por íons/aglomerados metálicos e ligantes/ligantes de ponte orgânica por meio de ligações de coordenação, que incorporam os méritos inerentes do materiais inorgânicos rígidos e materiais orgânicos flexíveis. No domínio das estruturas metal-orgânicas, os MOFs luminescentes (LMOFs) atraíram enorme atenção nas últimas duas décadas, tanto de pesquisadores científicos quanto de engenheiros industriais .

O material adequado para uso como sensores químicos pode ser dividido em múltiplas classes com base no tipo de recurso, o que leva a um sinal de detecção. No caso de sensores ópticos, a detecção é obtida por mudança de cor, fluorescência ou dicroísmo circular do elemento sensor. Técnicas analíticas baseadas em luminescência devido à alta eficiência com que a luz pode levar à detecção de moléculas únicas e avanços recentes em detectores e tecnologias ópticas atraíram atenção significativa. Entre vários materiais luminescentes, os LMOFs aparecem recentemente como potenciais sensores químicos devido à sua luminescência facilmente induzida, várias vantagens em ingredientes estruturais e funcionais e diversos mecanismos de detecção .

A incorporação de um tiazolo [5,4-d] tiazol aromático bicíclico como um tipo importante de composto heterocíclico multifuncional na estrutura poderia levar a LMOFs com propriedades sensoriais potenciais . Com esta ideia em mente, projetamos um novo MOF, [Cd (DPTTZ) (OBA)] (IUST-3), contendo a unidade tiazolo [5,4-d] tiazol como uma estrutura metal-orgânica luminescente. O IUST-3 apresenta ótimas propriedades fluorescentes por possuir cátion Cd(II) com configuração eletrônica d10 e o forte efeito conjugado π do ligante 2, 5-di (piridina-4-il) tiazolo [5, 4-d] tiazol . Neste trabalho, relatamos a síntese e estrutura cristalina do IUST-3, e também a detecção seletiva de 4-nitroanilina (4-NA) e ânion cromato (CrO42−) em solução aquosa à temperatura ambiente pelo IUST- 3.