满宝元教授团队在Advanced Functional Materials上发表研究论文

近日，满宝元教授团队在自然指数期刊《Advanced Functional Materials》上发表题为“Both-in-One Rapid Detection and Removal of Methylmercury in Real Complex Aquatic Environments Using a Janus Confined SERS Filter Membrane”的研究论文。山东师范大学为第一署名单位，硕士研究生郭晓为论文第一作者，郁菁副教授、张超教授、满宝元教授为论文共同通讯作者。该论文完成过程中得到我院焦扬副教授、李振副教授、赵晓菲博士的帮助与支持。

甲基汞（MeHg）是水体重金属污染的罪魁祸首之一，相比于无机汞，其更容易穿透生物膜，在组织或器官中形成积累，且不易代谢，因此展现出很强的生物毒性。表面增强拉曼散射（SERS）技术具有很强的特异性和时效性，在MeHg检测领域展现出较大的潜力，而基于SERS技术的MeHg检测面临的最大挑战之一是如何在复杂环境中对痕量MeHg进行快速且精准的识别。此外，精准检测MeHg的最终目的是为了对水中含量超标的MeHg及时进行干预。然而，由于环境中缺乏MeHg的自然清除机制，因此如何对水中的MeHg进行人工快速去除同样具有重要的意义。

在此背景下，本文针对复杂真实水环境，设计了一种兼具MeHg快速检测和去除功能的SERS限域滤膜。滤膜基于Janus copper/poly(vinylidene fluoride)/zinc oxide/silver/zeolitic imidazolate framework-8 (Cu/PVDF/ZnO/Ag/ZIF-8, J-CPZAZ)构型，具有丰富的分级和微腔结构。经实验验证，J-CPZAZ可以在2 min内直接从包含各种尺寸和种类干扰物的真实水样品中精确提取、富集MeHg至PVDF/ZnO/Ag/ZIF-8 SERS增强单元内，同时将入射光也局域在相同位置，而无需对样品进行特殊预处理。这种结构成功实现了复杂介质环境中‘热点-分子’的共限域效应，可以有效降低SERS基底对MeHg的Raman检测限。此外，结构还具有可控的超疏水特性，使其可以在不同环境下将含有MeHg萃取剂和MeHg水样品的混合溶液进行快速、自动分离，实现溶液中甲基汞的去除。

文章链接: https://doi.org/10.1002/adfm.202416769

以上研究得到国家自然科学基金、山东省自然科学基金、山东省泰山学者项目等资助。