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[转载]浙江大学王从敏教授课题组：功能化荧光离子液体的设计及其在铝离子检测中的应用

已有 3046 次阅读 2020-8-11 18:29 |系统分类:论文交流|文章来源:转载

浙江大学王从敏教授课题组利用离子液体的可调性，将功能性荧光团引入到离子液体中得到新型荧光离子液体[P₆₆₆₁₄][HQS]并用于水溶液中Al³⁺的检测，相比传统荧光探针有着明显的性能改善。

近年来，荧光离子液体作为一类极具吸引力的有机离子发射材料，在化学传感器、发光材料和生命科学等领域有着巨大的应用潜力和前景，引起了人们的广泛关注，咪唑类、喹嗪类、水杨酸类以及金属类荧光离子液体都相继被报道。8-羟基喹啉具有良好的荧光团以及和金属结合的位点，在用作金属离子的化学传感器方面具有巨大潜力和吸引力。浙江大学王从敏课题组将该功能性荧光团引入离子液体中得到了一种基于8-羟基喹啉-5-磺酸（HQS）的新型荧光离子液体[P₆₆₆₁₄][HQS]并应用于水溶液中Al³⁺的检测，利用离子液体的可调性解决传统荧光探针存在的水溶性差、灵敏度有限等问题。目前关于荧光离子液体用作荧光探针的研究还是比较少的，尤其在检测金属离子上。因此，利用离子液体具备的无可比拟的独特性质和可调性，开发一些新颖的用以高效检测特定物质的荧光离子液体探针具有重要的现实意义，同时也可以拓宽荧光离子液体的应用。

量子化学计算表明，[P₆₆₆₁₄][HQS]荧光性能是源于其前线轨道的电荷分布差异以及电荷转移特性。通过实验研究，[P₆₆₆₁₄][HQS]能够通过“turn-on”过程在水溶液中实现对Al³⁺的识别，与Al³⁺作用后荧光有着明显的增强。与传统的探针HQS相比，荧光离子液体探针[P₆₆₆₁₄][HQS]对Al³⁺的检测有明显的改善，体现在体现在更强的结合能力、更高的灵敏度和更好的选择性。这是由于将HQS转变为离子液体[P₆₆₆₁₄][HQS]后，电荷分布发生了改变，导致了更强的结合作用。络合模式为酚羟基的O和吡啶N与Al³⁺发生作用，抑制了酚羟基与喹啉氮之间激发态分子内质子转移过程。此外，该离子液体探针对Al³⁺的检测限低至5.5*10^-8M，与文献中报道的方法相比，具有明显的优势，且低于国家饮用水标准，有望实现在实际水体中对Al³⁺的检测。同时，将特定的功能性荧光团引入到离子液体中以获得荧光离子液体用于特定领域的策略也将为设计新型离子液体提供新的思路。

荧光离子液体[P₆₆₆₁₄][HQS]的设计思路及检测模式

本文以“Design of functionalized fluorescent ionic liquid and its application for achieving significant improvements in Al³⁺ detecting”为题，发表在Green Energy & Environment。

通讯作者简介

王从敏教授

王从敏，男，1975年出生，1996年本科毕业于浙江大学化工系，2002年获浙江大学物理化学博士学位，后在浙江大学化学系从事博士后研究，出站后留校从事教学与科研工作，2009年-2011年在美国橡树岭国家实验室进行访问学者研究。现为浙江大学化学系教授、博士生导师，物理化学研究所所长，国家自然科学基金优秀青年基金获得者。主要从事基于离子液体的绿色过程和清洁生产研究，在酸性气体捕集与分离中提出了多位点吸收、碱性调控、双重调控等新的酸性气体捕集策略，实现了CO₂、SO₂等气体的高效、可逆捕集；致力于将基于离子液体的绿色前沿技术转化为现实生产力，实现了离子液体的大规模产业化应用，产生了显著的经济和社会效益。负责国家自然科学基金项目5项、浙江省自然科学基金杰出青年项目1项。在J. Am. Chem. Soc., Angew. Chem. Int. Ed., Chem. Commun., Chem. Eur. J., Green Chem.等杂志上发表学术论文90余篇，其中第一作者或通讯作者论文30余篇，包括J. Am. Chem. Soc.12篇，Angew. Chem. Int. Ed.5篇，SCI他引3000余次。申请国家发明专利50余项，其中30余项已授权。获国家技术发明二等奖1项，浙江省科学技术二等奖1项，教育部科学技术进步二等奖1项，获全国“离子液体与绿色过程”青年奖，并获国家自然科学基金优秀青年基金项目资助，获第十七届中国科协求是杰出青年成果转化奖，为浙江省重点创新团队核心成员。