近日，實驗室綠色化學(xué)研究團隊王鍵吉教授等在國際頂級化學(xué)學(xué)術(shù)期刊Angewandte Chemie International Edition（《德國應(yīng)用化學(xué)》）發(fā)表了題為“Porous Covalent Organic Framework Based Hydrogen-Bond Nanotrap for the Precise Recognition and Separation of Gold”的研究論文,。青年教師仇記寬為本文第一作者,，王鍵吉、趙玉靈和仇記寬為通訊作者，河南師范大學(xué)為第一單位,。該研究得到國家自然科學(xué)基金,、河南師范大學(xué)優(yōu)秀科技創(chuàng)新團隊等項目的資助。
該研究提出了一種利用弱相互作用從溶液中分離金的新策略,，即通過在晶態(tài)共價有機框架（COF）孔內(nèi)構(gòu)建氫鍵（H鍵）納米阱并調(diào)控其數(shù)量,，實現(xiàn)了金的精確識別與高效分離。研究結(jié)果表明,，具有高密度H鍵納米阱的COF-HNU25（河南師范大學(xué)第25號COF）表現(xiàn)出優(yōu)異的吸收性能,，Au(III）的飽和吸附容量高達1725 mg/g，顯著高于具有相同拓撲結(jié)構(gòu)但孔中沒有H鍵納米阱的COF-42的吸附容量（219 mg/g）,。另外,，COF-HNU25對廢棄印刷電路板中Au(III）的回收也表現(xiàn)出較高的選擇性。由于COF吸附劑與[AuCl4]－之間的弱相互作用,，吸附劑可以在1mol/L硫脲的酸化溶液中快速釋放金,，吸附－脫附20個循環(huán)后，再生的吸附劑對Au(III）仍保持良好的吸附效率,。機理研究表明,，框架中酚-OH基的H原子與[AuCl4]-的Cl原子形成了較強的氫鍵，且Au(III)的飽和吸附量與COF中酚-OH基和[AuCl4]-之間形成的氫鍵數(shù)量密切相關(guān),，多氫鍵相互作用是Au(III)高效分離的關(guān)鍵驅(qū)動力,。這一成果是我院在貴金屬選擇性吸收與分離研究領(lǐng)域取得的又一重要進展，為高性能貴金屬吸附劑的設(shè)計提供了新思路,。
論文鏈接： https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.202300459