journal article·2026

Application of fluorescent covalent organic frameworks in gas sensors

Qiuhuan Wu, Teng Yang, Junjun Shi, Liping Jia, Binghui Xie, Weilong Lu, Tong Zhao, Changxi Yu, Xiaojuan Mo, Wucheng Xie, Jie Sheng

Nanoscale· Volume 18· Issue 12
Publisher page

Abstract

Fluorescent covalent organic frameworks (FCOFs) are crystalline porous materials constructed through precise covalent assembly of organic building blocks. Their engineered architectures combine structural regularity, tunable porosity, high surface areas, and exceptional thermal/chemical stability with programmable fluorescence properties. These characteristics enable FCOFs to outperform conventional fluorescent materials in gas sensing applications, particularly in sensitivity and selectivity. This review examines fundamental design principles of FCOFs, including dimensional control and linkage chemistry. We discuss recent advances in FCOF-based gas sensors, focusing on detection mechanisms for various target analytes. Current challenges regarding selectivity, environmental stability, and large-scale production are critically analyzed, along with potential solutions. The review concludes with perspectives on emerging applications in environmental monitoring and industrial safety, providing guidance for future development of high-performance FCOF sensors.
Source: openalex_inverted_index · Quality: candidate unverified · Source record ↗

Research context

OpenAlex topics: Covalent Organic Framework Applications · Polydiacetylene-based materials and applications · Metal-Organic Frameworks: Synthesis and Applications

SciVX discovery tags are terminology-based. OpenAlex topics are source-provided classifications.

Affiliations

College of Environment and Chemical Engineering, Foshan University, Foshan 528000, China

References (100+)

Show source-provided references
1. Ahmed · Coord. Chem. Rev. · 2021 · 441 · 21398910.1016/j.ccr.2021.213989 ↗
2. Zhang · J. Cleaner Prod. · 2020 · 277 · 12336010.1016/j.jclepro.2020.123360 ↗
3. Huang · Crit. Rev. Food Sci. Nutr. · 2024 · 64 · 1100610.1080/10408398.2023.2230506 ↗
4. Ge · Chem. Soc. Rev. · 2024 · 53 · 1125910.1039/D4CS00521J ↗
5. Liu · Chem. Soc. Rev. · 2019 · 48 · 526610.1039/C9CS00299E ↗
6. Wang · Coord. Chem. Rev. · 2019 · 400 · 21304610.1016/j.ccr.2019.213046 ↗
7. Skorjanc · ACS Sens. · 2021 · 6 · 146110.1021/acssensors.1c00183 ↗
8. Zhang · Biosens. Bioelectron. · 2019 · 145 · 11169910.1016/j.bios.2019.111699 ↗
9. Sharma · Chem. Soc. Rev. · 2024 · 53 · 253010.1039/D2CS00761D ↗
10. Qin · Adv. Funct. Mater. · 2024 · 34 · 240156210.1002/adfm.202401562 ↗
11. Feng · Coord. Chem. Rev. · 2024 · 515 · 21596510.1016/j.ccr.2024.215965 ↗
12. Lohse · Adv. Funct. Mater. · 2018 · 28 · 187022910.1002/adfm.201870229 ↗
13. Wang · Chem. Soc. Rev. · 2020 · 49 · 70810.1039/C9CS00827F ↗
14. Yeo · Coord. Chem. Rev. · 2024 · 521 · 21616710.1016/j.ccr.2024.216167 ↗
15. Zhao · Chem. Soc. Rev. · 2024 · 53 · 753110.1039/D3CS00908D ↗
16. Yang · Small · 2023 · 19 · 230104410.1002/smll.202301044 ↗
17. Guo · Adv. Mater. · 2024 · 36 · 240539910.1002/adma.202405399 ↗
18. Guo · Chem. Eng. J. · 2025 · 525 · 16955410.1016/j.cej.2025.169554 ↗
19. Côté · Science · 2005 · 310 · 116610.1126/science.1120411 ↗
20. Diercks · Science · 2017 · 355 · eaal158510.1126/science.aal1585 ↗
21. Bhambri · Mater. Adv. · 2022 · 3 · 1910.1039/D1MA00506E ↗
22. Guo · Coord. Chem. Rev. · 2021 · 440 · 21395710.1016/j.ccr.2021.213957 ↗
23. Zhu · Chem. Commun. · 2018 · 54 · 230810.1039/C8CC00203G ↗
24. Chen · Chem. Eng. J. · 2022 · 429 · 13216210.1016/j.cej.2021.132162 ↗
25. Tan · Nat. Rev. Methods Primers · 2023 · 3 · 110.1038/s43586-022-00181-z ↗
26. Xu · Chem. Res. Chin. Univ. · 2022 · 38 · 33910.1007/s40242-022-1476-4 ↗
27. Mukhopadhyay · Inorg. Chim. Acta · 2023 · 546 · 12131810.1016/j.ica.2022.121318 ↗
28. Bagheri · Chemosphere · 2021 · 270 · 12952310.1016/j.chemosphere.2020.129523 ↗
29. Meher · J. Mater. Chem. C · 2022 · 10 · 1022410.1039/D2TC00265E ↗
30. Wang · Chem. Soc. Rev. · 2022 · 51 · 203110.1039/D2CS00059H ↗
31. Li · Nat. Commun. · 2018 · 9 · 233510.1038/s41467-018-04769-6 ↗
32. Liu · Anal. Methods · 2023 · 15 · 591910.1039/D3AY01166F ↗
33. Zhen · Chin. Chem. Lett. · 2024 · 35 · 10924910.1016/j.cclet.2023.109249 ↗
34. Qian · ACS Appl. Mater. Interfaces · 2017 · 9 · 2499910.1021/acsami.7b08060 ↗
35. Yin · Chem. Sci. · 2019 · 10 · 1110310.1039/C9SC03040A ↗
36. Qian · Front. Chem. · 202210.3389/fchem.2022.943813 ↗
37. Zheng · Mater. Today Chem. · 2019 · 12 · 3410.1016/j.mtchem.2018.12.002 ↗
38. Zhao · Microporous Mesoporous Mater. · 2021 · 319 · 11104610.1016/j.micromeso.2021.111046 ↗
39. She · Sep. Purif. Technol. · 2024 · 330 · 12529410.1016/j.seppur.2023.125294 ↗
40. Xue · Coord. Chem. Rev. · 2024 · 504 · 21565910.1016/j.ccr.2024.215659 ↗
41. Guan · Acc. Chem. Res. · 2022 · 55 · 191210.1021/acs.accounts.2c00200 ↗
42. El-Kaderi · Science · 2007 · 316 · 26810.1126/science.1139915 ↗
43. Gui · Acc. Chem. Res. · 2020 · 53 · 222510.1021/acs.accounts.0c00357 ↗
44. Guan · Chem. Soc. Rev. · 2020 · 49 · 135710.1039/C9CS00911F ↗
45. Lin · J. Am. Chem. Soc. · 2016 · 138 · 330210.1021/jacs.6b00652 ↗
46. Cheng · J. Am. Chem. Soc. · 2023 · 145 · 1873710.1021/jacs.3c06159 ↗
47. Ramachandran · J. Energy Storage · 2023 · 73 · 10929910.1016/j.est.2023.109299 ↗
48. Wang · Angew. Chem., Int. Ed. · 2023 · 62 · e20231079410.1002/anie.202310794 ↗
49. Albacete · J. Am. Chem. Soc. · 2018 · 140 · 1292210.1021/jacs.8b07450 ↗
50. Chen · Anal. Chem. · 2022 · 94 · 251710.1021/acs.analchem.1c04406 ↗
51. Xiu · Spectrochim. Acta, Part A · 2024 · 306 · 12357710.1016/j.saa.2023.123577 ↗
52. Yue · Chem. – Eur. J. · 2024 · 30 · e20230247410.1002/chem.202302474 ↗
53. Shen · J. Mater. Chem. C · 2024 · 12 · 177310.1039/D3TC04152B ↗
54. Feng · Microporous Mesoporous Mater. · 2024 · 366 · 11297110.1016/j.micromeso.2023.112971 ↗
55. Yang · Sep. Purif. Technol. · 2025 · 354 · 12928010.1016/j.seppur.2024.129280 ↗
56. Sathiyan · J. Environ. Chem. Eng. · 2024 · 12 · 11280410.1016/j.jece.2024.112804 ↗
57. Xue · Optik · 2021 · 242 · 16718410.1016/j.ijleo.2021.167184 ↗
58. He · Trends Chem. · 2021 · 3 · 43110.1016/j.trechm.2021.03.008 ↗
59. Li · Microchim. Acta · 2022 · 189 · 36110.1007/s00604-022-05432-0 ↗
60. Li · Polymers · 2023 · 15 · 370410.3390/polym15183704 ↗
61. Li · Anal. Sci. · 2025 · 41 · 3510.1007/s44211-024-00671-y ↗
62. Huo · Chem. Eng. J. · 2023 · 451 · 13857210.1016/j.cej.2022.138572 ↗
63. Zhang · ACS Appl. Mater. Interfaces · 2017 · 9 · 1341510.1021/acsami.6b16423 ↗
64. Zhao · Chem. Soc. Rev. · 2021 · 50 · 687110.1039/D0CS01569E ↗
65. Hao · Chem. Commun. · 2019 · 55 · 1080010.1039/C9CC04561A ↗
66. Karan · Science · 2015 · 348 · 134710.1126/science.aaa5058 ↗
67. Jimenez-Solomon · Nat. Mater. · 2016 · 15 · 76010.1038/nmat4638 ↗
68. Jin · Chem. Soc. Rev. · 2020 · 49 · 463710.1039/C9CS00879A ↗
69. Bagheri · J. Mater. Sci. · 2021 · 56 · 111610.1007/s10853-020-05308-9 ↗
70. Zhou · Angew. Chem. · 2019 · 131 · 139010.1002/ange.201811399 ↗
71. Brahmachari · ACS Sustainable Chem. Eng. · 2014 · 2 · 41110.1021/sc400312n ↗
72. Wang · Chem. Eng. J. · 2025 · 505 · 15924910.1016/j.cej.2025.159249 ↗
73. Li · Colloids Surf., A · 2024 · 691 · 13384110.1016/j.colsurfa.2024.133841 ↗
74. Raja Lakshmi · Chem. Commun. · 2023 · 59 · 172810.1039/D2CC06529K ↗
75. Dalapati · J. Am. Chem. Soc. · 2016 · 138 · 579710.1021/jacs.6b02700 ↗
76. Cai · Sens. Actuators, B · 2024 · 402 · 13507010.1016/j.snb.2023.135070 ↗
77. Li · Chem. Soc. Rev. · 2020 · 49 · 636410.1039/C9CS00778D ↗
78. Han · Renewable Sustainable Energy Rev. · 2024 · 196 · 11436510.1016/j.rser.2024.114365 ↗
79. Wei · Nat. Commun. · 2022 · 13 · 793610.1038/s41467-022-35674-8 ↗
80. Jin · ACS Appl. Polym. Mater. · 2023 · 5 · 376210.1021/acsapm.3c00388 ↗
81. Meng · Chem. Soc. Rev. · 2021 · 50 · 1349810.1039/D1CS00600B ↗
82. Wang · Appl. Mater. Today · 2020 · 19 · 10055010.1016/j.apmt.2019.100550 ↗
83. Zhang · Spectrochim. Acta, Part A · 2024 · 318 · 12448310.1016/j.saa.2024.124483 ↗
84. Faheem · J. Mater. Chem. A · 2019 · 7 · 2714810.1039/C9TA09497K ↗
85. Zhang · Macromol. Rapid Commun. · 2025 · 46 · 240067310.1002/marc.202400673 ↗
86. Zhang · Chin. Chem. Lett. · 2025 · 36 · 11011710.1016/j.cclet.2024.110117 ↗
87. Ahmed · ACS Appl. Mater. Interfaces · 2024 · 16 · 3040810.1021/acsami.4c04630 ↗
88. Song · J. Mol. Model. · 2019 · 25 · 24810.1007/s00894-019-4134-0 ↗
89. Szabo · Biochem. Pharmacol. · 2018 · 149 · 510.1016/j.bcp.2017.09.010 ↗
90. Gadalla · J. Neurochem. · 2010 · 113 · 1410.1111/j.1471-4159.2010.06580.x ↗
91. Sánchez-González · J. Mater. Chem. A · 2018 · 6 · 1690010.1039/C8TA05400B ↗
92. Lambert · Sci. Total Environ. · 2006 · 367 · 110.1016/j.scitotenv.2006.01.034 ↗
93. Montoya · Anal. Chem. · 2016 · 88 · 576910.1021/acs.analchem.6b00087 ↗
94. Ge · ChemNanoMat · 2021 · 7 · 53010.1002/cnma.202100049 ↗
95. Chen · ACS Appl. Polym. Mater. · 2024 · 6 · 545210.1021/acsapm.4c00307 ↗
96. Zhang · Nano Res. · 2024 · 17 · 16210.1007/s12274-023-6027-x ↗
97. Liu · Coord. Chem. Rev. · 2025 · 523 · 21628010.1016/j.ccr.2024.216280 ↗
98. Wang · Chem. Eng. J. · 2024 · 497 · 15491510.1016/j.cej.2024.154915 ↗
99. Xue · Anal. Methods · 2017 · 9 · 373710.1039/C7AY01261F ↗
100. Zhu · J. Mol. Struct. · 2024 · 1301 · 13741410.1016/j.molstruc.2023.137414 ↗