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丁涛博士课题组在金属有机框架(MOF)材料的功能化设计与应用研究方面取得系列重要进展。团队通过合理设计含氮羧酸配体,成功构筑了多种结构新颖的MOF材料,分别在气体吸附分离和水体重金属离子荧光检测等领域展现出优异性能,为环境监测和资源分离提供了新的材料平台。相关研究成果发表在Journal of Molecular Structure(SCI二区,IF=4.7)期刊,题为“Two indium-based metal-organic frameworks (MOFs) synthesized with two different lengths of ligands as fluorescence sensors for the selective detection of Fe3+in aqueous environments”(2022级研究生王敏为论文第一作者,导师丁涛为通讯作者);“Gas adsorption and fluorescence studies of Cd2+and Zn2+metal organic frameworks based on the same fluorinated ligand”(2021级研究生薛瑞阳为论文第一作者,导师丁涛为通讯作者)以及“A novel Zn-MOF for efficient adsorption and separation of C2H2/CO2and selective sensing of Fe3+ions of two doped MOFs with Eu3+and Tb3+”(2023级研究生李航为论文第一作者,导师丁涛为通讯作者)
论文一:采用吡啶修饰的四羧酸配体合成了两种新型In-MOF(MOF1和MOF2)。荧光检测表明,两者均能通过荧光猝灭从混合离子中选择性识别水中的Fe3+。本研究证实水稳定性In-MOF可作为检测金属阳离子的实用传感材料(图1)。

图1两例新型In-MOF的结构及Fe3+荧光检测
文章链接://doi.org/10.1016/j.molstruc.2024.141245
论文二:采用氟化吡啶配体L1,通过溶剂热法合成了两种新型金属有机框架:二维结构的Cd-MOF(MOF 1)和三维结构的Zn-MOF(MOF 2)。气体吸附研究表明,两者均具有良好的气体吸附性能,其中MOF 2对乙炔/甲烷具有高选择性。此外,两种MOF均可选择性检测水中的Fe3+离子(图2)。

图2 MOF1和MOF2的气体吸附分离及Fe3+荧光检测
文章链接://doi.org/10.1016/j.molstruc.2024.138575
论文三:本研究通过不对称五羧酸配体与氨基三唑辅助配体,成功构筑了新型锌基MOF(JDT-Zn)。该材料对乙炔具有高吸附容量(105.6 cm3·g-1),并能选择性分离C2H2/CH4和C2H2/CO2混合气体。DFT计算揭示了其吸附分离的微观机制。在此基础上,通过掺杂稀土元素Eu和Tb制备了JDT-Eu-Zn和JDT-Tb-Zn,二者可作为荧光传感器,在水溶液中选择性识别Fe3+离子。

图3JDT-Zn的气体吸附及Fe3+荧光检测
文章链接://doi.org/10.1016/j.molstruc.2025.143679
【课题组简介】
丁涛:(1980-),副教授,陕西师范大学博士,硕士研究生导师,现主要从事设计合成超分子功能材料(包括自组装,分子识别,光电催化等材料)、医药中间体合成及环保等相关领域的应用研究。现有在读硕士研究生6名。详细个人信息请见//gimy-tv.org/info/1009/2635.htm.联系方式:[email protected](邮箱)。
(撰写:丁涛 审核:武峥)