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Angew | 同濟大學閆冰課題組合成新型探針實現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，由于其穩定的物理化學性質，優異的導電性、導熱性和延展性，不僅在珠寶行業，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，給生態環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勢在實際應用中展現出巨大的潛力。而目前報道的大部分材料只能實現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” 在線發表于化學領域國際知名期刊《德國應用化學》(Angewandte Chemie International Edition)。

研究內容

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，良好的熱穩定性和化學穩定性。該探針對Au³⁺展現出良好的熒光選擇性，Fe³⁺、Fe²⁺ 和 Cu²⁺均不能使材料的熒光猝滅。此外，該課題組首次發現合成的探針能夠在低濃度范圍內（0.1-1.5ppm）實現對Au³⁺的比色傳感。更重要的是，該材料還能實現對金離子的高效吸附。即使在復雜的環境中（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和利用具有重要的啟示作用。

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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