近日，中国热科院椰子研究所植保团队在污染物靶向吸附研究方面取得新进展。团队针对有机污染染料-刚果红，设计并合成了一种新型三维笼子结构的阳离子网络金属有机框架材料（Cu-MOF）。该材料展现出对刚果红染料高效、特异性吸附（图1），实现了刚果红的有效分离、纯化及再利用。
图1 Cu-MOF对刚果红染料靶向吸附
Cu-MOF对刚果红的最大吸附量可达119.76mg/g，吸附的染料可在NaCl-DMF溶液中几乎完全释放，经过三次吸附-脱附循环后，该材料骨架保持完整且吸附效率依旧可达到85%以上，实现了材料的可重复利用。同时，该研究利用能量分解计算与二维相关光谱学（2D-COS）明确了Cu-MOF的吸附作用力与吸附机理（图2）。靶向吸附作用主要来自于刚果红分子中的氨基和磺酸基与MOF中Cu位点的电子交互作用。该研究不仅为废水中刚果红的定向分离和纯化提供了一种新材料，也为定向合成靶向吸附有机污染物材料提供了新的策略。
图2 Cu-MOF对刚果红吸附的能量分解及同步异步图
该项工作相关研究成果，授权国家发明专利“一种吸附刚果红的铜基MOF的制备方法及其应用” 并以题为“Highly Efficient and Targeted Adsorption of Congo Red in a Novel Cationic Copper-Organic Framework with Three-dimensional Cages” 在工程技术领域期刊《Separation and Purification Technology》（中科院一区，IF=8.6）发表。椰子所王晔楠助理研究员为专利的第一发明人及文章第一作者，热科院环植所吴东明副研究员与三峡大学赵君教授为共同通讯作者。该研究得到了海南省自然科学基金项目（321QN343, 322QN413）及国家自然科学基金项目（42007135, 41807379）的支持。
文章链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1383586623020579。
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