氰化物具有強(qiáng)烈毒性及致死性，中毒時氰離子會進(jìn)入粒線體并抑制電子傳遞鏈進(jìn)行，此作用可在數(shù)分鐘之內(nèi)造成人類死亡。雖然氰化物會造成嚴(yán)重的環(huán)境污染，且對人體健康有致命影響，但目前仍被廣泛應(yīng)用于冶金、電鍍、採礦以及其它工業(yè)。隨著工業(yè)廢水排放，會在地下水、湖水、河水、海水等水域造成不同程度的污染。因此，開發(fā)具有低成本及高選擇性之氰離子(CN-)感測器是迫切需要的。迄今為止，大多數(shù)的氰離子感測器都需要複雜的合成，對于實際應(yīng)用，必須開發(fā)出易于制備并具有高選擇性及低成本之氰離子感測器。
圖1. 黃光材料1Y及感測器1之合成 作者合成了一個具有分子內(nèi)電荷轉(zhuǎn)移機(jī)制之感測器1 (圖1)，以及結(jié)構(gòu)相似的黃光材料1Y。感測器1在溶液態(tài)時，幾乎不放光，然而在固態(tài)時由于存在著J型聚集以及分子內(nèi)及分子間C–H...O氫鍵，進(jìn)而放射出很強(qiáng)的紅光。感測器1為目前所發(fā)表的純有機(jī)紅光材料中，具有最低分子量的結(jié)構(gòu)。感測器1結(jié)構(gòu)中具有缺電子的碳，與氰離子多電子的碳，具有非常強(qiáng)的吸引力，可以反應(yīng)生成得到產(chǎn)物1-CN (圖2)，進(jìn)而打破了感測器1中原有的分子內(nèi)電荷轉(zhuǎn)移機(jī)制，而使得紅色螢光變成了藍(lán)色螢光，如此可以藉著螢光以及顏色的變化，快速且具高選擇性檢測氰離子。我們進(jìn)一步將感測器1溶于有機(jī)溶劑，然后將其涂佈在試紙上，以應(yīng)用于試紙型光學(xué)感測器。如圖2所示，涂佈感測器1后的試紙呈現(xiàn)橘色與放射紅色螢光，滴定氰離子(10-6至10-4 M)于試紙后，試紙從橘色變成黃色(10-5 M)，最終變成了白色(10-4 M)，同時螢光從紅光變成了紫光，最終變成了藍(lán)光。如此感測器1可利用分子內(nèi)電荷轉(zhuǎn)移開關(guān)轉(zhuǎn)換機(jī)制，作為一個低成本、易合成且具高選擇性及定量檢測之比色及螢光氰離子感測器。 圖2. 氰離子偵測機(jī)制及基于感測器1之簡易試紙偵測氰離子濃度 論文信息 Low-Molecular-Weight J-Aggregate Solid Red Emitter for Selective and Quantitative Detection of Cyanide Dr. Sachin D. Padghan, Dr. Jiun-Wei Hu, Li-Ching Wang, Fang-Yu Wang, Prof. Kew-Yu Chen Chemistry – An Asian Journal DOI: 10.1002/asia.202201293
