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                      化學與化工學院研究生劉明在《J. Mater. Chem. C.》《Sensor. Actuat. B-Chem.》上發表高水平論文
                      發布者:培養
                            發布時間:2019-07-08
                            訪問次數:619

                          甲醛,被公布于世界衛生組織國際癌癥研究機構的致癌物清單中,列為一類致癌物。它們常見于人們的家居、服飾、飲食、汽車等生活中,對我們的生活帶來了極大的危害。隨著環境和資源問題的日益嚴重,發展綠色高效的甲醛檢測和吸附方法已成為當前超分子化學和分析化學中最前沿的研究領域之一,目前,檢測甲醛的方法有電化學、光學、光生化傳感器,但有價格高,壽命短的缺點,因此研究和開發高活性、高選擇性的綠色材料是這一領域中的核心驅動力之一。

                      最近,我校大環及超分子重點實驗室2017級碩士生劉明(通訊作者:肖昕教授,陶朱教授),對大環化合物傳感器領域進行了大量深入的研究,利用十元瓜環在鹽酸介質和Zn2+的誘導下形成的一種多孔超分子自組裝體,將其負載化合物1,8-二氨基萘,光學性質得到大大提升,然后將其分別置于含甲醛、吡啶、乙醇、呋喃等13種有毒有害氣體的密閉空間,實驗結果表明其只能對甲醛氣體產生特殊響應,熒光強度削弱19.5倍,產生強烈的視覺效應(紫色熒光→無熒光),其最低檢測限可達到0.09 mg/m3,可作為檢測甲醛的一種良好的光學傳感器,并且將其置于HCl介質中,甲醛氣體可以迅速釋放出來,可以作為吸附甲醛的一種儲氣材料,高效循環利用。

                      1:十元瓜環超分子自組裝體吸附甲醛氣體的循環示意圖。以十元瓜環中心,形成的超分子自組裝體(左圖)、負載1,8-二氨基萘后的組裝體(右下)、吸附甲醛后的效果圖(右上)。

                      2:十元瓜環超分子自組裝體吸附甲醛和其他有機溶劑后的熒光響應對比圖


                      成果發表學術論文于工程技術領域TOP期刊J. Mater. Chem. C.JCR一區,IF=6.28),題為“Specific recognition of formaldehyde by a cucurbit[10]uril-based porous supramolecular assembly incorporating adsorbed 1,8-diaminonaphthalene”J. Mater. Chem. C, 2019, 7, 1597-1603),https://doi.org/10.1039/c8tc06339g。

                      同時,課題組在此基礎上,利用十元瓜環在鹽酸介質條件下形成的一種層狀超分子自組裝體,將其負載化合物8-羥基喹啉,熒光強度得到大幅度提升,制成熒光材料,然后將該熒光材料去吸附響應甲醛、吡啶等13種有害氣體,實驗結果發現,該熒光材料僅能識別吡啶氣體,吡啶氣體能在2h內將該熒光材料的熒光強度削弱16倍,其光學性質發生由藍色熒光→無熒光的強烈轉變,并且經過真空處理,吡啶氣體可完全釋放出來,成為一種良好的吡啶氣體識別、儲備材料。因此,該熒光材料可作為檢測吡啶的一種良好的光學傳感器和吸附材料,循環使用,節約能源,降低成本。

                      3:十元瓜環超分子自組裝體對吡啶氣體檢測的循環示意圖


                      該成果發表學術論文于工程技術領域TOP期刊Sensor. Actuat. B-Chem. JCR一區,IF=6.27),題為“Facile preparation and application of luminescent cucurbit[10]uril-based porous supramolecular frameworks”Sensors & Actuators: B. Chemical, 2019, 283, 290–297),鏈接如下:https://doi.org/10.1016/j.snb.2018.12.024,(第一作者:劉明,通訊作者:肖昕教授)。



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