近日，实验室绿色化学研究团队王键吉教授等在国际顶级化学学术期刊Angewandte Chemie International Edition（《德国应用化学》）发表了题为“Porous Covalent Organic Framework Based Hydrogen-Bond Nanotrap for the Precise Recognition and Separation of Gold”的研究论文。青年教师仇记宽为本文第一作者，王键吉、赵玉灵和仇记宽为通讯作者，河南师范大学为第一单位。该研究得到国家自然科学基金、河南师范大学优秀科技创新团队等项目的资助。
该研究提出了一种利用弱相互作用从溶液中分离金的新策略，即通过在晶态共价有机框架（COF）孔内构建氢键（H键）纳米阱并调控其数量，实现了金的精确识别与高效分离。研究结果表明，具有高密度H键纳米阱的COF-HNU25（河南师范大学第25号COF）表现出优异的吸收性能，Au(III）的饱和吸附容量高达1725 mg/g，显著高于具有相同拓扑结构但孔中没有H键纳米阱的COF-42的吸附容量（219 mg/g）。另外，COF-HNU25对废弃印刷电路板中Au(III）的回收也表现出较高的选择性。由于COF吸附剂与[AuCl4]－之间的弱相互作用，吸附剂可以在1mol/L硫脲的酸化溶液中快速释放金，吸附－脱附20个循环后，再生的吸附剂对Au(III）仍保持良好的吸附效率。机理研究表明，框架中酚-OH基的H原子与[AuCl4]-的Cl原子形成了较强的氢键，且Au(III)的饱和吸附量与COF中酚-OH基和[AuCl4]-之间形成的氢键数量密切相关，多氢键相互作用是Au(III)高效分离的关键驱动力。这一成果是我院在贵金属选择性吸收与分离研究领域取得的又一重要进展，为高性能贵金属吸附剂的设计提供了新思路。
论文链接： https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.202300459