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Angew | 同濟大學閆冰課題組合成新型探針實現(xiàn)對金離子的選擇性檢測和高效提取

來源：同濟大學      2024-04-24
導讀：金作為最重要的金屬之一，由于其穩(wěn)定的物理化學性質(zhì)，優(yōu)異的導電性、導熱性和延展性，不僅在珠寶行業(yè)，還在電子、航空航天和化學催化等重要領域都具有不可替代的地位。此外，電子廢水的大量排放，給生態(tài)環(huán)境帶來了巨大的威脅。目前，電化學檢測、熒光傳感、離子交換和吸附等技術已經(jīng)被廣泛地應用于金離子的檢測和提取。熒光傳感和吸附憑借其成本低廉和操作簡單等優(yōu)勢在實際應用中展現(xiàn)出巨大的潛力。而目前報道的大部分材料只能實現(xiàn)傳感或吸附單一功能。近日，同濟大學化學科學與工程學院閆冰教授團隊著眼于以上問題，合成了一例亞胺鍵連接的吖啶基共價有機框架（COF）材料，該材料能夠作為新型探針實現(xiàn)對金離子的選擇性熒光傳感、比色傳感和高效的提取，相關研究成果 “A 2D Acridine-Based Covalent Organic Framework for Selective Detection and Efficient Extraction of Gold from Complex Aqueous-Based Matrices” 在線發(fā)表于化學領域國際知名期刊《德國應用化學》(Angewandte Chemie International Edition)。

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研究內(nèi)容

閆冰教授團隊合成的這例吖啶基COF材料探針擁有高比表面積，豐富的吡啶N位點，良好的熱穩(wěn)定性和化學穩(wěn)定性。該探針對Au3+展現(xiàn)出良好的熒光選擇性，F(xiàn)e3+、Fe2+ 和 Cu2+均不能使材料的熒光猝滅。此外，該課題組首次發(fā)現(xiàn)合成的探針能夠在低濃度范圍內(nèi)（0.1-1.5ppm）實現(xiàn)對Au3+的比色傳感。更重要的是，該材料還能實現(xiàn)對金離子的高效吸附。即使在復雜的環(huán)境中（同濟河水、渤海海水和CPU提取液），合成的材料仍對金離子展現(xiàn)出高吸附效率（>96%）。一系列實驗表征和DFT計算表明化學配位和Au（III）到Au（0）的降解是其主要吸附機理。該項工作表明吡啶N與Au3+有著良好的親和力，拓寬了亞胺類COF在金離子的傳感和吸附領域的應用，對于推動COF材料在各項技術領域的開發(fā)和利用具有重要的啟示作用。

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閆冰教授為論文的獨立通訊作者，博士研究生梅斗超為第一作者。該研究工作得到國家自然科學基金項目的支持。

文章鏈接：https://doi.org/10.1002/anie.202402205



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