自适应空腔金属大环骨架

仿生识别钯离子

通过cylam基团构筑半刚性空腔，模拟蛋白质诱导契合行为，实现对水溶液中Pd2+的高选择性识别与近乎完全的回收，为框架材料仿生孔腔设计提供新策略。

Ren, Junyu · Ye, Yingxiang · Zhang, Yin · Zhang, Weijie · 刘清芝 · 黄现强 · Al-Enizi, Abdullah M. · Nafady, Ayman · Liu, Juejing · Guo, Xiaofeng · Ma, Shengqian

Chem 2024

参数信息

Pd²⁺吸附容量

326 mg g⁻¹

回收效率

>99.99 %

技术优势

能精准识别钯离子

cylam 空腔具有自适应构象变化，通过诱导契合机制选择性结合 Pd²⁺，避免了刚性孔道对特定离子的匹配不足。

吸附量大

单层吸附即可达到 326 mg g⁻¹ 的容量，对低浓度钯离子有富集优势。

回收极彻底

回收效率超过 99.99%，意味着处理后的溶液中残留钯浓度极低，满足苛刻排放标准。

机理有明证

通过 X 射线晶体学、EXAFS 和 DFT 计算确认了 cyaml 大环的变构行为，为设计类似仿生材料提供依据。

应用场景

• 贵金属回收：高选择性捕获 Pd²⁺，从废催化剂或工业废液中直接回收贵金属。
• 核废料处理：针对放射性废液中的钯同位素进行高效分离，减少放射性废物量。
• 钯离子传感：利用其高选择性结合实现 Pd²⁺ 的检测或指示，用于环境或过程监测。
• 催化载体：捕获的 Pd 可原位转化为催化活性物种，用于偶联等有机反应。