大学化学,2020,35(12):192-200doi:10.3866/PKU.DXHX201910053
知识介绍
收稿日期:2019-10-25接受日期:2019-12-20
Received:2019-10-25Accepted:2019-12-20
随着化石能源的短缺和环境污染的日益加剧，核能由于具有高能量密度和低污染排放的特点而受到青睐。然而，产生的放射性核废料仍会对人类健康和环境产生严重危害，因此对其安全有效的处置仍是这一领域的重要问题。金属-有机骨架（MOFs）是一种新型多功能分子基材料，由金属离子或者金属簇与多齿有机配体通过配位键连接自组装而成的具有周期性的网格结构。MOFs材料具有许多优于传统多孔材料的特性，使得MOFs材料在对放射性离子的吸附与检测中展现出了广阔的应用前景。本文综述了近年来关于MOFs材料功能化修饰的策略，以及基于MOFs对放射性离子的吸附和传感的研究进展，并对其今后的发展前景进行了总结和展望。
关键词：金属-有机骨架材料;放射性离子;功能化;荧光传感;吸附
Withtheshortageoffossilenergyandincreasingenvironmentalpollution,nuclearenergyhasreceivedextensiveattentionbyitsvirtueofhighenergydensityandlowemissionofgreenhousegases.However,radioactivenuclearwasteremainsaserioustaskforitssafeandeffectivedisposalduetotheirharmfuleffectsonhumanhealthandtheenvironment.Asanewtypeofmultifunctionalnanomaterial,metal-organicframeworks(MOFs)aresynthesizedviatheself-assemblingcombinationofinorganicmetalsandorganicligands.Comparedwithtraditionalporousmaterials,MOFshavebroadapplicationprospectsintheadsorptionanddetectionofradioactiveions.Inthispaper,wereviewedthefunctionalmodificationstrategiesofMOFsandsummarizedtheprogressintheapplicationsoffunctionalizedMOFsinremovalandfluorescencesensingofcontaminatedionsinrecentyears.Besides,thefuturedevelopmenttrendsarealsodiscussed.
Keywords：Metal-organicframeworks;Radioactiveions;Functionalization;Fluorescencesensing;Absorption
本文引用格式
魏伟,夏炎.功能化金属有机骨架材料在放射性离子检测中的应用.大学化学[J],2020,35(12):192-200doi:10.3866/PKU.DXHX201910053
WeiWei.ApplicationofFunctionalizedMetal-OrganicFrameworksinRadioactiveIonsDetection.UniversityChemistry[J],2020,35(12):192-200doi:10.3866/PKU.DXHX201910053
本文将从吸附与荧光传感角度出发，综述目前基于功能化MOFs材料在放射性离子吸附方面的设计策略与应用，以及近年来发光MOFs对于放射性离子的荧光传感的研究进展，并对未来这一领域的发展进行展望和总结。
表1报道关于功能化MOFs放射性离子吸附数据
对于发光MOFs材料的功能修饰，Qian课题组[58]提出了“多光子单元(MPU)”的新概念(图4)，以突出MOFs材料在这一新兴领域的独特特征.MPU含有的元素非常丰富，包括镧系金属离子、金属簇、染料、量子点、有机发色团、发光有机基团、钙钛矿等.其中一些可以设计或选择作为框架的构造单元，用作二次构筑单元(SBU)和连接器，还可以封装到MOFs孔道缝隙中作为客体发光物质来组装发光MOFs.根据MOFs的三个构建单元，即SBU、有机连接体和客体装载物质来讨论光子MOFs的设计策略....12019...报道关于功能化MOFs放射性离子吸附数据
首先，金属离子/簇通过与有机配体的配位提供了构建MOFs的关键连接节点，镧系离子是一系列发光性能优良的光敏金属离子，其发射光谱锐利，对环境不敏感，是MOFs材料中金属位点的合适选择.其次，与发光金属离子/簇相比，具有荧光响应的有机配体种类较多并且易于修饰.有机配体的功能化方法包括延长配体的长度、溶剂辅助的连接交换以及在配体上添加或替换官能团.最后，除了金属位点和有机配体的固有发光外，利用其大而有序的孔结构，封装具有发光性质的物质是扩大MOFs发光模式的一种非常重要的策略，包括镧系金属离子[59]、量子点(QDs)[60]、有机染料[61,62]等，利用多种设计策略合理地研发多功能MOFs复合材料，对于设计构建选择性高灵敏度强的新型化学传感器提供了丰富的选择....