设计和合成用于检测和区分一氧化碳（CO）、氮氧化物（NO_x）等有毒气体的便携式传感器的新材料对于解决工业化和化石能源经济面临的挑战具有重要意义。在这些气体中，CO是一种无色、无味、无臭的气体，很难辨别，全世界一半以上的致命中毒都是CO造成的。尽管人们已经开发了基于中红外光谱、气相色谱、电化学和微电子机械系统的CO检测器，但这些系统仍然存在一定局限性，主要是设备便携性、相对较高的成本、高功耗和低灵敏度等。与这些技术相比，化学电阻传感器依赖于材料在与被分析物相互作用时的电导变化，具有简单、通用、低功耗和成本效益等优点。

基于此，达特茅斯学院Katherine A. Mirica报道了通过基于Cu基键整合MPc（M=Co或Ni）的杂双金属2D导电MOFs MPc-O₈-Cu，展示了一种用于检测CO 的MOF基化学电阻传感器。在室温和0.1 V的低驱动电压下实现了对浓度为ppm级的CO的有效和可逆检测，并实现了百万分之几的检测限（LOD）（0.5–3.0 ppm）。

文章要点

1）MPc-O₈-Cu MOFs可以可靠地检测到50 ppm的CO，这是职业健康与安全评估系列（OSHAS）要求的允许暴露限值。同时，可至少连续7次暴露，并在空气和潮湿环境中保持CO检测能力。此外，MPc-O₈-Cu MOF还可以区分具有ppm浓度的CO、NO和NO₂。

2）漫反射红外傅里叶变换光谱（DRIFTS），密度泛函理论（DFT）计算，与MPc-(NH)₈-Cu和不含MPc的MOF，以及单体MPc类似物的比较实验结果显示，Cu节点对CO结合具有重要作用，同时MPc单元在调谐和放大传感响应中也具有重要作用。

参考文献

Aylin Aykanat, et al, Bimetallic Two-Dimensional Metal–Organic Frameworks for the Chemiresistive Detection of Carbon Monoxide, Angew. Chem. Int. Ed., 2021

DOI: 10.1002/anie.202113665

https://doi.org/10.1002/anie.202113665