刺激响应型金属有机框架材料在信息存储、防伪及污染物监控等前沿领域具有广泛的应用前景。然而，精确调控分子结构，合成高效刺激响应材料仍然存在诸多挑战。为此，本研究利用N,N’双(3-羧基-4-羟基苯基)-1, 4, 5, 8-萘二酰亚胺(H4NDISA)配体，设计、制备了一种具有丰富开放活性位点的碱土基二维材料Ca-NDISA，通过不同的电子转移途径识别多种特定的外部刺激，实现了多重刺激响应变色应用。Ca-NDISA是由Ca2+和部分去质子化的H4NDISA自组装形成的二维网络结构，其中包含未配位的羟基以及具有缺电子性质的NDI单元。Ca-NDISA在水、酸、小分子胺、卤素阴离子等多种刺激下能够显示出不同的颜色变化。在水致变色实验中，Ca-NDISA可以从黄色变为红色，并能够实现有机溶剂中水含量的快速检测(检测限低至3% v/v)。在胺/酸致变色实验中，Ca-NDISA在强酸蒸汽中变为红色，而在小分子胺(NH3∙H2O, N2H4∙H2O, MMA)蒸汽中变为棕色，因此可实现胺/酸的可视化区分。在阴离子致变色中，Ca-NDISA对I⁻呈特异性响应，颜色从黄色变为黑褐色。理论计算和UV-vis、EPR、XPS等分析测试手段表明，被检测物质与Ca-NDISA之间存在氢键、主客体等相互作用，而不同颜色变化行为源于不同电子转移途径引起的NDI自由基的形成。此外，制备的PMMA@Ca-NDISA复合膜材料兼具高机械强度和便携性，可用于可擦写水印纸、湿度传感及胺/酸蒸汽的检测，丰富了可用于实际应用的多功能变色材料，为开发可视化便携识别检测器提供了理论和技术支持。
图1图文摘要
图2 (a) Ca-NDISA的结构；(b)多重刺激响应电子转移路径；(c-e)水致变色材料的应用:成像；湿度传感器；有机溶剂中水含量检测
图3 (a)胺/酸致变色；(b)复合膜作为胺/酸识别检测器；(c)阴离子致变色；(d-f)多重刺激响应变色机制:EPR光谱；UV-vis光谱；XPS光谱
本论文第一作者为麻将胡了2试玩网站
霍蓉博士，通讯作者是麻将胡了2试玩网站
邢永恒教授和白凤英教授。发表于中国科麻将胡了2
材料科学和工程技术大类1区TOP期刊Chemical Engineering Journal，影响因子为13.4。该期刊专注化学反应工程、环境化学工程及材料合成应用等方面重要的科学研究成果和创新技术。作为工程技术和材料科学领域的权威期刊之一，Chemical Engineering Journal具有重要的国际影响力。
论文信息：Multiple stimulus responsive of a novel naphthalenediimide-based 2Dalkaline-earth metal MOF material: Hydrochromism, amine-/acid-inducedchromism and ionochromism as well as visual artificial film application
Rong Huo, Ting Zhang, Li Xian Sun,Li Na Zhao, Yong-HengXing*,Feng-Ying Bai*
DOI:10.1016/j.cej.2024.150917
文章链接：Multiple stimulus responsive of a novel naphthalenediimide-based 2D alkaline-earth metal MOF material: Hydrochromism, amine-/acid-induced chromism and ionochromism as well as visual artificial film application - ScienceDirect