新型荧光d-f金属-有机框架物的构筑及其在水体中芳香类环境持久污染物检测中的应用

Metal–Organic Frameworks (MOFs) are a rapidly expanding class of hybrid organic–inorganic materials that can be suitable for gas sorption and/or separation, luminescence and catalysis. Due to the excellent luminescent properties, d-f MOFs, as one of important branches of MOFs, has been widely developed recently. Persistent Environmental Pollutants (PEPs), especially aromatic PEPs, had become a serious threat to the human health and environment which because the characteristics of PEPs, such as persistence, high toxicity and long-distance migration. Since the lack of efficient and convenient detection methods, the threat of aromatic PEPs had been more severe to water resources in the economically underdeveloped areas. In this project, the new type luminescent d-f MOFs with will be rationally designed and assembled through crystal engineering, then will be used in detecting the aromatic PEPs in water. By this means, a fast, efficient and economical detection method for the aromatic PEPs should be established, and a new way for construction fluorescent probe materials in crystalline and its application in environmental protection will be opened.

金属—有机框架物（MOFs）是新型的晶态材料在气体吸附与分离、发光、催化等领域有着巨大的应用前景。d-f金属—有机框架物作为金属—有机框架物的一个重要分支因其突出的荧光性能已成为当前的研究热点之一。环境持久污染物（PEPs）特别是其中的芳香类污染物具有持久性、高毒性和长距离迁移性的特点，已对人类健康和环境构成严重威胁。由于缺乏高效、便捷的检测手段使得芳香类环境持久污染物对水资源的威胁在经济欠发达地区尤为突出。申请人拟综合采用晶体工程的手段设计、构筑荧光性能优异的d-f金属—有机框架物，并将其应用于水体中芳香类环境持久污染物的检测，以期开发出基于荧光d-f金属—有机框架物的芳香类环境持久污染物快速、高效、经济的检测方法。并依此为设计合成高效的晶态荧光探针材料及其在环境保护中的应用构建一条崭新道路。

本项目研究旨在新型荧光金属—有机框架物晶态材料的构筑及其在水体中环境持久污染检测的应用。相关研究根据年度计划有序开展，经费使用合理规范。在研究中通过综合使用晶体工程的组装手段构筑了多种结构新颖、荧光性能优良的金属—有机框架物，同时利用这些金属—有机框架物实现了对水体中环境持久污染物，Cr3+、Cr2O72-、As3+、四环素类抗生素、偶氮染料苯胺黄、脂肪二胺等，高效便捷的荧光检测。同时，所构筑的荧光金属—有机框架物对特定环境持久污染物的检测性能居同类材料前列。依托本项目所取得的相关研究成果不仅丰富了配位化学和材料化学的研究内容，而且提出了金属—有机框架物，特别是异金属—有机框架物，的高效构筑方法和结构调控手段，证实了我们在项目申请时提出的“镧系金属配体”策略在构筑s-f和d-f金属—有机框架物中的有效性。同时还归纳总结了晶体结构与荧光性能之间的构—效关系。更重的是：将所构筑的荧光金属—有机框架物晶态材料应用于环境持久污染物检测的研究弥补了当前特定环境毒害物质检测高成本、低效率的不足，这为未来解决与之相关的环境问题提供了新的契机。上述研究成果中的部分内容已显示出极高的应用潜力，在未来的我们将着力于相关流程技术的研发与完善并积极寻求与企业合作力争将研究成果早日推向实际应用。