基于超分子相互作用构筑功能纳米晶/聚合物组装材料及其在有毒物质检测方面的应用

本项目拟利用超分子之间弱相互作用，构筑无机功能纳米晶与聚合物组装材料。该材料能对环境中离子、分子等有毒化学物质产生高选择性识别，期望实现纳米组装材料在检测方面的应用。研究主要包括以下几个方面：(1) 建立纳米晶表面结构模型，研究液相环境中毒害物对纳米晶性能的影响及机理；（2）发展纳米晶表面修饰方法，为纳米晶与聚合物组装提供各种超分子相互作用；(3)借助超分子相互作用及界面化学原理，实现功能纳米晶在聚合物内组装，获得用于检测的固相组装材料；(4) 研究毒害物对纳米晶与聚合物界面上超分子作用的影响，并用于检测。

本项主要通过胶体化学方法制备了高质量无机纳米晶，利用超分子之间弱相互作用，构筑功能纳米晶与聚合物的复合组装材料，实现了该材料对环境中金属离子的高选择性识别。研究主要包括以下几个方面：(1) 根据需要，在水溶液和有机溶剂中制备出一系列高质量纳米晶；针对这些纳米晶的表面特点，用各种小分子和聚合物进行表面修饰，获得组装驱动力。(2) 结合超分子相互作用和聚合反应原理，构筑了纳米晶一维、二维、三维组装超结构，实现了功能集成与增强；这些组装结构与聚合物复合后显著提高了稳定性。(3) 实现了复合组装结构对金属离子的高选择性检测与分离，例如通过设计不同组装结构可以检测Hg2+、Cu2+、Ag+等离子，并能分辨Fe2+和Fe3+离子；通过集成磁性纳米晶可同时实现检测与分离等。本项目资助下，共发表SCI论文29篇，形成的关键技术已申请中国发明专利8项，获国家自然科学二等奖一项，培养博士生3名，硕士2名。