近日,中国热科院分析测试中心传感与光电检测技术科研团队在环境新污染物监测领域取得重要进展,成功研制出一种基于金属桥接自组装策略的新型高灵敏光电化学传感器。该传感器实现了对水体中痕量全氟辛酸(PFOA)的超灵敏、高选择性检测,为解决持久性有机污染物的现场监测难题提供了创新性的技术方案。
金属共价有机框架(MCOFs)因其兼具共价有机框架的结构稳定性和金属位点的多样功能特性,已成为先进传感材料领域的研究前沿。受金属有机框架(MOFs)中金属中心也可作为框架节点的启发,团队创新性设计了一种“主动功能集成”的传感新策略。如图1所示,利用镍配位共价有机框架(Ni-TAPT-Bpy-COF)中的金属节点作为关键的“分子锚”,通过镍-硫共价键精准固定了全氟癸硫醇(PFDT)识别探针,将目标的识别事件直接整合于MCOF材料骨架上,从而构建集目标识别与信号生成功能于一体的新型传感平台,实现从“被动”性能增强到“主动”功能集成的突破。进一步地,团队通过引入氮掺杂石墨炔构建异质结,有效提升了光电转换效率与选择性,使传感器不仅达到了0.031 nM的分析检出限,更在真实环境水样中验证了其可靠性。

图1 集成目标识别与信号生成一体化光电化学传感平台构建
该研究成果以“Metal-bridged self-assembly of recognition-functionalized MCOFs for ultrasensitive photoelectrochemical sensing of perfluorooctanoic acid”为题发表于《Chemical Engineering Journal》。中国热科院分析测试中心马雄辉助理研究员为论文第一作者,李建平教授与黎舒怀研究员为共同通讯作者。本研究获得国家自然科学基金、海南省“南海新星”科技创新人才平台项目及海南省重点研发等项目资助。
论文链接:https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1385894725121384


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