可再生和稳定的sp2碳共轭共价有机框架选择性检测和提取铀

张明 2023-12-27

共价有机框架(COF)是一类多孔晶体聚合物，由于其优异的化学稳定性和热稳定性、灵活的拓扑连通性和可调节的功能，在催化、气体储存和金属离子提取方面具有显著的应用优势。

目前，基于希夫碱反应的各种 COF 已被开发用于铀酰离子的萃取。然而，它们的主要共价键，如硼氧键和亚胺键，易受到辐射、酸和碱的影响，这极大地限制了它们的再生和实际应用。而利用 Knoevenagel 缩合反应合成烯烃 COF 形成的 sp²- 碳键的可逆性较差，这使得合成 sp²- 碳连接的 COF 极具挑战性。更重要的是，对 COF 用于铀酰离子荧光检测的探索仍处于起步阶段，大多数铀酰离子传感平台受到选择性差和响应时间长的阻碍。

本文报道了一种 sp²- 碳共轭 COF ，通过将基于三嗪的构建基团与偕胺肟取代的连接器结合，用于同时检测和提取 UO₂²⁺ 。该 sp²- 碳共轭 COF 不仅具有良好的发光收率，而且具有优异的化学稳定性和热稳定性。其选择性结合 UO₂²⁺ 是通过在开放的 1D 通道中引入偕胺肟官能团作为配体而获得的。可以直观地观察到其对 UO₂²⁺ 的实时荧光响应，并通过可逆铀结合确认了其可回收性。

作者发现 TFPT-BTAN-AO 的荧光可以很容易地被 Na₂CO₃(1M) 水溶液恢复，并进行了多次吸附 - 解吸实验，发现碳酸钠在经过 6 次循环后仍然具有较高的洗脱效率 (>95%) ，且碳酸钠对 UO₂²⁺ 的洗脱不影响 TFPT-BTAN-AO 的吸附性能，即使经过 6 次循环，仍保持较高的吸附容量 (>87%) 。更重要的是，由于框架具有优异的稳定性，回收后 TFPT-BTAN-AO 的晶体结构和官能团得到了很好的保存， PXRD 和 FT-IR 结果证明了这一点。

文章引用DOI：10.1038/s41467-020-14289-x

内容来源：网络

责任编辑：展源

审　　核：何发

可再生和稳定的sp2碳共轭共价有机框架选择性检测和提取铀

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