摘要
近年来, 随着社会经济和工业进程的高速发展, 环境保护问题越来越受到重视。例如, 重金属离子、有机污染物的不合理排放, 对自然环境和人类健康都是一个巨大的威胁。对环境污染物(重金属离子及有机污染物等)进行高效灵敏的检测具有重要意义。与其他传统检测方法相比, 荧光分析法具有灵敏度高、原位操作性强、时空分辨率高以及非侵入性等优点，因而开发高性能的荧光材料受到研究者的青睐。基于以上研究背景, 本工作构建了三种高性能荧光材料, 对其结构进行充分表征, 并系统考察其在相关领域的应用。具体内容如下： (1) 以硝酸铜为底物, D-青霉胺(DPA)为配体, 采用“一步法”合成了具有红色荧光的铜纳米团簇(DPA@CuNCs)，同时用多种手段对产物进行表征。DPA不仅充当了还原剂, 而且充当了 CuNCs 的稳定剂。当激发波长为 280 nm 时, DPA@CuNCs 在 640 nm 处发出明亮的红色荧光, 荧光量子产率为 5.8%。由于土霉素(OTC)的内滤效应, DPA@CuNCs 的荧光被高效地猝灭, 因此, 可以将DPA@CuNCs 应用于 OTC 的痕量检测。该方法对土霉素的线性范围为 5~60 μmol/L (相关系数 R2为0.9983), 其检出限为 0.026 μmol/L。此外, 还研制了一种纸基OTC 视觉检测传感器, 通过试纸的颜色变化可以方便、快速地区分 OTC 的浓度范围。 (2) 以 1, 3, 5-三(4-氨基苯基)苯(TaPb)和对苯二甲醛(TpTa)为原料, 通过水热反应制备了具有一种多孔且有均匀球状结构的共价有机框架材料(TaTp-COF)。TaTp-COF能显著提高天然药物小檗碱(BBR)的聚集诱导发光(AIE)特性。这种现象与TaTp-COF具有合适的孔隙结构及能够通过氢键作用限制BBR的自由运动有关。考察了 BBR 在TaTp-COF 中的独特发光特性, 并将其用于 BBR 的痕量检测。该方法对 BBR 的线性检测范围为 10~100 μmol/L(R2=0.9991), 检出限为0.0453 μmol/L。另外, 该方法还成功地应用于实际样品中 BBR 的检测, 并获得了良好的回收率和满意的标准偏差值。 (3) 汞离子(Hg2+)是环境中常见的重金属离子污染物, 也是危害较大的重金属离子之一, 对生态环境和人类健康构成严重威胁。因此, 开发能够高效检测或去除 Hg2+的材料具有重要意义。本工作构建了一种 Tb3+功能化的共价有机框架(Tb@COF)平台, 该平台能同时检测和去除 Hg2+。Tb3+的荧光增强作用和 COF 中N、O元素的存在有关。结果表明，Tb@COF对Hg2+的检测具有良好的选择性和灵敏度, 线性范围为 0~50 μmol/L (R2=0.9985), 检出限为 0.076 μmol/L。用Tb@COF 测定湖水中 Hg2+取得了较好的回收率和 RSD 值。同时, 本工作还构建了基于TB@COF的琼脂切片检测平台，成功实现了用智能手机直观和定量地检测 Hg2+。此外, Tb@COF 对 Hg2+有很好地去除效果，其对 Hg2+的吸附符合准二级动力学模型和Langmuir吸附等温线模型。本研究为从环境中同时检测和去除Hg2+提供了一种新的途径。
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