吖啶基共价有机框架材料用于Au³⁺的选择性检测和高效提取

金作为最重要的金属之一，由于其稳定的物理化学性质，优异的导电性、导热性和延展性，不仅在珠宝行业，还在电子、航空航天和化学催化等重要领域都具有不可替代的地位。此外，电子废水的大量排放，也给生态环境带来了巨大的威胁。目前，电化学检测、荧光传感、离子交换和吸附等技术已经被广泛地应用于金离子的检测和提取。荧光传感和吸附凭借其低的成本和简单的操作在实际应用中展现出巨大的潜力。然而，目前报道的大部分材料只能实现传感或吸附单一功能。

同济大学闫冰教授（点击查看介绍）团队着眼于以上问题，合成了一例亚胺键连接的吖啶基共价有机框架（COF）材料，该材料能够同时实现对金离子的选择性荧光传感、比色传感和高效的提取。该团队合成的这例吖啶基COF材料拥有高的比表面积，丰富的吡啶N位点，良好的热和化学稳定性。该探针对Au³⁺展现出良好的荧光选择性，Fe³⁺、Fe²⁺ 和 Cu²⁺均不能使材料的荧光猝灭。此外，该课题组首次发现合成的探针能够在低浓度范围内（0.1-1.5 ppm）实现对Au³⁺的比色传感。更重要的是，该材料还能实现对金离子的高效吸附。即使在复杂的环境中（同济河水、渤海海水和CPU提取液），合成的材料仍对金离子展现出高的吸附效率（>96%）。

一系列实验表征和DFT计算表明化学配位和Au（III）到Au（0）的降解是其主要吸附机理。该项工作表明吡啶N与Au³⁺有着良好的亲和力，拓宽了亚胺类COF在金离子的传感和吸附领域的应用，对于推动COF材料在各项技术领域的开发和利用具有重要的启示作用。

相关论文发表于Angewandte Chemie International Edition，文章第一作者为同济大学化学科学与工程学院博士研究生梅斗超，通讯作者为同济大学化学科学与工程学院闫冰教授。

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A 2D Acridine-Based Covalent Organic Framework for Selective Detection and Efficient Extraction of Gold from Complex Aqueous-Based Matrices

Douchao Mei and Bing Yan

Angew. Chem. Int. Ed., 2024, DOI: DOI: 10.1002/anie.202402205

导师介绍

闫冰

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