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邱亮硕士在《Journal of Hazardous Materials》杂志上发表了一篇题为:“发光金属-有机框架中的态选择性工程:配体间电荷转移激活渭河水体高效光催化灭菌”的研究性论文
邱亮硕士在《Journal of Hazardous Materials》杂志上发表了一篇题为:“发光金属-有机框架中的态选择性工程:配体间电荷转移激活渭河水体高效光催化灭菌”的研究性论文
发布时间:2025-12-15
该研究小组在《Journal of Hazardous Materials》杂志上发表了一篇题为“发光金属-有机框架中的态选择性工程:配体间电荷转移激活渭河水体高效光催化灭菌”的研究性论文。本文第一作者邱亮硕士,通讯作者汪蓉副教授。第一作者来自西北农林科技大学。
光催化水处理技术是应对日益严峻的淡水微生物污染、实现绿色净水的重要途径。其中,能够在水相聚集状态下高效发光产生活性氧的聚集诱导发光(AIE)材料展现出独特优势。然而,传统AIE光敏剂普遍存在水溶性差、光生载流子易复合的固有缺陷,尤其难以有效穿透革兰氏阴性菌的致密外膜,且针对其性能优化的化学修饰往往步骤繁琐,限制了实际应用。金属-有机框架(MOF)因其可调的结构与功能,为整合与优化AIE单元提供了理想平台。通过将AIE活性配体精准整合至MOF骨架中,有望在限制分子运动以增强发光的同时,改善材料亲水性并促进载流子分离。
为此,本研究提出了一种基于配体空间调控与激发态工程的MOF构建策略。我们将四苯乙烯衍生物配体与锌离子结合,通过调控合成条件构建了一系列Zn-TPE框架材料。X射线吸收精细结构谱与密度泛函理论计算证实,最优材料Zn-TPE-3中相邻配体间形成了有效的空间轨道重叠,从而激活了配体间电荷转移机制。该机制巧妙地引导光生载流子通过一个高振子强度的主导性激发态S3进行定向分离,同时规避了对称性禁阻的S1跃迁路径。这一独特的激发态调控不仅显著延长了载流子寿命,更协同提升了材料的亲水性与细菌相互作用能力,从而实现了远超纯配体的广谱高效光催化灭菌性能,并在实际水体消毒中展现出巨大应用潜力。本工作为设计高性能AIE-MOF光催化抗菌系统提供了新的思路。
