本网讯 水环境中有毒有害物质的检测和去除是一个重要的科学问题。近日，材化学院王献彪教授课题组在高选择性灵敏荧光探针、高效光催化剂的制备和应用领域发表了系列高水平论文，分别发表在Analytical Chemistry (Nature Index期刊，中科院1区Top，IF:8.008)封面论文、Chemical Engineering Journal (中科院1区Top，IF:16.744)、Separation and Purification Technology（中科院1区Top，IF:9.136）和Rare Metals(中科院2区，IF:6.318)上。
含有放射性铀的核废水由于具有化学毒性和不可生物降解性，对生态环境构成了极大的威胁。放射性核素铀主要以U(VI)离子的形式存在于水体中，不仅严重破坏水和土壤环境，而且对人类神经、循环和泌尿系统有害。因此，迫切需要开发一种在复杂水体中具有高灵敏度和高选择性的U(VI)检测方法。课题组以低成本、环境友好的NH3低温等离子体技术作为荧光探针开关，对UiO-66-NH2进行功能化，使其表面接枝胺基供电子基团，获得LTP@UiO-66-NH2材料，并证实其对水中的U(VI)具有显著的荧光猝灭效应，可作为高灵敏度、高选择性的U(VI)检测荧光探针。相关成果以 “NH3 plasma functionalization of UiO-66-NH2 for highly enhanced selective fluorescence detection of U(VI) in water”为题发表在国际权威杂志Analytical Chemistry, 2022, 94: 10091-10100上，并被选为封面论文。研究生刘嘉丽为该论文的第一作者。
在这项工作中，作者通过低温NH3等离子体处理UiO-66-NH2，构建了胺基功能化的LTP@UiO-66-NH2荧光探针。由于胺基的接枝，LTP@UiO-66-NH2的荧光强度得到显著增强。丰富的供电子胺基基团能够选择性地与U(VI)结合，因此其对U(VI)的荧光检测灵敏度和选择性大大提高，具有极高的Ksv（1.81×105 M-1，298 K）和极低的LOD值（0.08μM）。更为重要的是，该结构能够在真实环境中（自来水和湖水）实现稳定和准确的U(VI)检测。不仅为水中高灵敏度检测痕量U(VI)提供了一种新的荧光探针，而且为开发实用的MOFs传感器平台提供了一种有效的等离子体功能化策略。国内著名科研微信公众号“分析人”对该工作进行了亮点报道。
此外，针对皖北地下水体中痕量氟离子的原位监测，发展了微纳米结构MgO通过选择性吸附氟离子配合DGT技术，高效捕获并准确监测水体中痕量氟离子，以“Micro/nanostructured MgO hollow spheres with selective adsorption performance and their application for fluoride monitoring in water”为题发表在Separation and Purification Technology, 2022, 299: 121703上，研究生朱仁武为第一作者。
进一步，课题组积极研发高效光催化材料对水体中痕量污染物进行治理和消解。构筑了聚合物/UiO-66-NH2复合纤维膜作为选择性吸附增强可见光催化材料用于重金属Cr（VI）的还原，以“Electrospinning preparation of nylon-6@UiO-66-NH2 fiber membrane for selective adsorption enhanced photocatalysis reduction of Cr(VI) in water”为题发表在Chemical Engineering Journal, 2023, 451: 138973上；构筑了微纳结构铁酸锌空心球用于有机污染物的消解，以“Micro/nanostructured ZnFe2O4 hollow sphere/GO composite for structurally enhanced photocatalysis performance”为题发表在Rare Metals上，研究生季文和赵洋洋分别为论文的第一作者。
以上工作王献彪教授为通讯作者，依托材化学院安徽省先进建筑材料国际联合研究中心，是我校国际科技合作的重要成果。得到了国家自然科学基金（21976003）、安徽省重点研发项目国际科技合作基金（2022 h11020025）等项目的资助。（文/图：肖必华，王献彪；审核：丁益）
