一个研究小组合成了一种2D铜基配合物，并通过添加H4SiW12O40和稀土金属将其扩展为3D结构。通过这种合成方法，团队获得了三种同构3d−4f金属掺入POM。

合成2D铜基复合物并将其扩展为3D结构以探索其应用

研究小组随后探索了这些配合物在荧光和电化学领域的应用。他们发现，凭借其扩展的结构，这些配合物可以用作检测镍阳离子(Ni2+)、铬(Cr3+)和亚硝酸盐(NO2-)的荧光传感器以及检测亚硝酸盐的电化学传感器。这项工作在环境监测方面具有潜在的应用前景。

他们的工作发表在《Polyoxometalates》杂志上。

多金属氧酸盐(POM)具有多种结构和功能，使其成为用途最广泛的无机分子材料之一。它们是通过将氧原子与处于氧化态的过渡金属桥接而形成的。它们的潜在应用多种多样，包括材料科学、催化、医学、环境保护和制氢。

然而，由于多聚甲醛很容易溶解在酸性或中性溶液中，因此它们在各种应用中的使用受到限制。克服这一限制的一种可能策略是将多聚甲醛与金属离子结合形成金属络合物。

因此，研究小组通过添加硅钨酸(H4SiW12O40)和稀土金属，将铜基配合物从2D结构合成为3D结构。他们采用了水热法，将晶体长时间加热然后冷却，并使用含氮配体和羧酸作为粘合剂，将复合物从2D扩展到3D。

通过添加硅钨酸和稀土金属(Ln3+)，他们成功制备了三种3d-4f双金属POM配合物。一般来说，3d-4f-金属配合物是由过渡金属离子和称为镧系元素的稀土金属组成的配位化合物。

接下来，他们表征了所获得的三种POM复合物的纯度、热稳定性以及光学和电化学性能。他们利用X射线衍射、红外光谱分析、热重分析和紫外-可见吸收光谱分析等技术来研究这些配合物。

他们选择了其中一种化合物(Cu-Sm-CP)作为传感器进行研究。他们使用该化合物作为荧光探针来识别金属阳离子。研究小组研究了该化合物在室温下检测水中不同金属离子的能力。他们选择了13种金属离子进行检测。他们还将这种化合物用于硝酸盐的电化学传感。

硝酸盐是一种剧毒物质，在人体内极易形成致癌物质，甚至导致死亡。研究小组的研究结果表明，Cu-Sm-CP在电催化领域具有潜在的应用前景，可以作为亚硝酸盐检测的电化学传感器材料。

Wei说：“我们合成了三种同构3d-4fPOM，并选择其中的Cu-Sm-CP作为荧光和电化学双功能传感器，通过荧光传感检测Cr3+和Ni2+，并通过电化学传感检测亚硝酸盐。”姚明，辽宁科技大学教授。近年来，由于金属离子的剧毒和急性中毒，微量金属离子的检测越来越受到人们的关注。

研究小组发现Cu-Sm-CP表现出卓越的荧光传感能力，使其能够识别水溶液中的Cr3+和Ni2+，具有出色的识别和抗干扰性能。“最后，Cu-Sm-CP作为一种电化学传感器，在亚硝酸盐氧化方面表现出优异的电催化性能，”姚说。

该团队的工作不仅为制备3d−4f金属掺入POMs配合物提供了一种简单可行的方法，而且为荧光传感和电化学传感提供了有效的材料。

展望未来的研究，该团队希望扩大在现实环境条件下的测试。“下一步是检测实际环境中的分析物，最终完成生活水中有害离子的检测，这在环境监测中具有潜在的应用价值。”姚说。