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用于饮用水中微量污染物实时检测和去除一体化的双功能稀土-有机框架材料的设计与构筑
结题报告
批准号:
51772268
项目类别:
面上项目
资助金额:
62.0 万元
负责人:
崔元靖
依托单位:
学科分类:
E0207.无机非金属半导体与信息功能材料
结题年份:
2021
批准年份:
2017
项目状态:
已结题
项目参与者:
肖小燕、赵典、夏体锋、张骏、朱逢亮、范天恩、谭力
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中文摘要
同步实现重金属离子、有机小分子等微量污染物的动态检测和高效去除是饮用水处理领域的挑战性课题,金属-有机框架材料因其具有独特的多孔结构、极大的比表面积、良好的功能可修饰性以及优异的荧光检测性能为解决上述多功能集成难题提供了新的机遇。本项目拟针对饮用水中不同污染物的结构特征,设计合成含识别捕获基团的有机配体,将其与稀土离子配位制备新型稀土-有机框架材料,建立高水相稳定的稀土-有机框架材料的可控组装方法,揭示框架材料与污染物的相互作用及其选择性去除机理,阐明稀土-有机框架材料中的能量传递和电子转移规律及其与荧光检测的关联机制,建立针对不同污染物的高选择性、高灵敏度的荧光检测方法,探索高灵敏荧光检测性能和高去污染能力协同作用的最佳优化途径,研制开发兼具优异荧光检测特性和高效捕获去除性能的双功能稀土-有机框架材料,为实现饮用水中微量污染物的实时检测与高效去除一体化提供设计思路、关键材料和组装方法。
英文摘要
The integration of real-time sensing and efficient removal of heavy metal ions and small organic molecules is a challenging task in drinking water treatment. Metal-organic frameworks (MOFs) provide a new opportunity to overcome this problem because of their unique porosities, large surface area and excellent luminescent sensing performance. This proposal intends to design and synthesis a series of organic ligands containing recognition and capture groups according to the characteristics of the pollutants, and then the lanthanide-organic frameworks will be assembled through the solvothermal reaction between the lanthanide ions and organic ligands. Through the implementation of this proposal, the design theories and controllable assembly of highly water-stable lanthanide MOFs will be established. The interaction between MOF materials and pollutants will be investigated and the selective capture mechanism of pollutants will be explained. In addition, the influence of electron transfer and energy transfer in MOFs on luminescent sensing properties will be investigated, thus enabling the lanthanide MOF materials to fulfill highly selective and sensitive luminescent detection for different trace pollutants in drinking water. It is believed that the results will further facilitate the development of bifunctional lanthanide-organic frameworks with excellent luminescent sensing property and efficient removal performance, and will offer the design theories, critical materials and assembly methods for the integration of real-time detection and efficient removal of trace pollutants in drinking water treatments.
同步实现重金属离子、有机小分子等微量污染物的动态检测和高效去除是水源监控和水质处理领域的一个挑战性课题,金属-有机框架材料因其具有独特的多孔结构、极大的比表面积和优异的荧光检测性能为解决这一难题提供了新的机遇。本项目针对水中不同污染物的结构特征,设计合成了含识别与捕获基团的有机配体,并将其与稀土离子配位制备新型稀土-有机框架材料,研究建立了高水相稳定的稀土-有机框架材料的可控组装方法,揭示了稀土-有机框架材料与污染物的相互作用及其选择性捕获机理,阐明了稀土-有机框架材料内的能量传递和电子转移规律及其与荧光检测之间的内在关联机制,建立了针对不同污染物的高选择性、高灵敏度的荧光检测方法,探索了高灵敏荧光检测性能和高去污染能力协同作用的最佳优化途径,研制开发出兼具优异荧光检测特性和高效捕获去除性能的双功能稀土-有机框架材料,为实现水中微量污染物的实时检测与高效去除一体化提供了设计思路、关键材料和组装方法。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
DOI:10.29026/oea.2021.200063
发表时间:2021
期刊:OPTO-ELECTRONIC ADVANCES
影响因子:14.1
作者:Xia Tifeng;Cao Wenqian;Cui Yuanjing;Yang Yu;Qian Guodong
通讯作者:Qian Guodong
Dye confined in metal-organic framework for two-photon fluorescent temperature sensing
限制在金属有机框架中的染料用于双光子荧光温度传感
DOI:10.1016/j.micromeso.2018.04.032
发表时间:2018
期刊:Microporous and Mesoporous Materials
影响因子:5.2
作者:Wan Yating;Cui Yuanjing;Yang Yu;Qian Guodong
通讯作者:Qian Guodong
Metal-organic framework film for fluorescence turn-on H2S gas sensing and anti-counterfeiting patterns
用于荧光开启H2S气体传感和防伪图案的金属有机框架薄膜
DOI:10.1007/s40843-019-9457-5
发表时间:2019-06
期刊:Science China Materials
影响因子:--
作者:Jun Zhang;Fang Liu;Jiulin Gan;Yuanjing Cui;Bin Li;Yu Yang;Guodong Qian
通讯作者:Guodong Qian
Structural Variation and Switchable Nonlinear Optical Behavior of Metal-Organic Frameworks
金属有机框架的结构变化和可切换非线性光学行为
DOI:10.1002/smll.202006649
发表时间:2021
期刊:Small
影响因子:13.3
作者:Zhang Lin;Li Hongjun;He Huajun;Yang Yu;Cui Yuanjing;Qian Guodong
通讯作者:Qian Guodong
Post-modified metal-organic framework as a turn-on fluorescent probe for potential diagnosis of neurological diseases
后修饰金属有机框架作为开启荧光探针,用于神经系统疾病的潜在诊断
DOI:10.1016/j.micromeso.2019.109610
发表时间:2019-11
期刊:Microporous and Mesoporous Materials
影响因子:5.2
作者:Zhu Jiayan;Tang Ying;Yang Yu;Li Bin;Cui Yuanjing;Qian Guodong
通讯作者:Qian Guodong
光子功能金属—有机框架材料
  • 批准号:
    --
  • 项目类别:
    国家杰出青年科学基金
  • 资助金额:
    400万元
  • 批准年份:
    2020
  • 负责人:
    崔元靖
  • 依托单位:
新型染料/金属有机框架复合材料的可控组装及其发光性能研究
  • 批准号:
    51472217
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    83.0万元
  • 批准年份:
    2014
  • 负责人:
    崔元靖
  • 依托单位:
用于低温区域自校准荧光温度传感的双核稀土-有机框架材料
  • 批准号:
    51272229
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    80.0万元
  • 批准年份:
    2012
  • 负责人:
    崔元靖
  • 依托单位:
用于Mach-Zehnder电光调制器芯层的超支化无机-有机杂化材料
  • 批准号:
    50802084
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    20.0万元
  • 批准年份:
    2008
  • 负责人:
    崔元靖
  • 依托单位:
国内基金
海外基金