开发污染物检测应用 一次环保与稀土的双赢
稀土是不可再生的稀缺性战略资源，而我国是稀土资源储量丰富、产量多且能供应全部稀土元素的国家，所以稀土也成为我国贸易的与谈判的重要筹码，并因之闻名于众。我们不一定知道稀土的具体应用，但一定知道我国把握着世界稀土贸易的命脉。 稀土在众多尖端科技领域和军工领域都有着广泛的应用，因此也被称为“工业维生素”和“新材料之母”。我国虽然是稀土大国，但是系统性研究、应用水平仍与国外有较大差距。曾经“挖土卖土”的粗放型资源开发模式不仅开发不出稀土的价值，反而使稀土的销售受制于人。近年来，我国不断稀土科研能力，推进稀土应用技术研发与转化，逐渐从稀土大国向稀土强国转变。在世界稀土之都包头建设的稀土高新技术产业开发区就是其中的重要力量。 近日，稀土高新区正式实施“稀土超分子传感材料产业技术开发”项目，旨在推动我国稀土功能材料应用技术研究开发，从而进一步拓展北方稀土产业链。该项目将用稀土材料研发制备高灵敏和高选择性的污染物传感器，主要用于废水、废气中有机物小分子、重金属离子及挥发胺等的污染物的检测。 污染物检测一直是环保工作的重点内容，可以及时发现污染情况，为治理提供必要的数据支持。在目前的环境监测技术中，基于荧光的化学检测方法是一种重要的连续分析测量技术。其中荧光传感器不仅具有操作简单、成本低等特点，还有很高的选择性和灵敏度，因此是环境监测技术的热点研究对象。 荧光传感器的难点在于合适的构筑材料难以寻找。而稀土基传感材料由于稀土离子电子层结构独特，具有发射谱带较窄、荧光寿命较长、色纯度高等特点，可以有效克服来源于检测体系的背景荧光，提高检测的灵敏度和精确度。 然而稀土基传感材料的开发也存在不少问题，材料的渗透性、器件的制造以及性能都是其作为传感器材料的难点。尤其是渗透性，传感器的工作原理对材料的渗透性要求较高，而稀土金属有机框架虽然具有多孔和明确的通道，但通道内的溶剂分子却会对目标分子的进入造成阻碍，影响传感性能的实现。如果去除溶剂分子则会导致材料的框架崩溃，是薄膜难以成型。因此以往很少有稀土材料作为污染物检测传感器开发。 这是一个新的领域，如果能够研发出可行的成果对于推动我国的稀土应用的发展、拓展稀土产业链将有重要作用。“稀土超分子传感材料产业技术开发”项目的研究人员从生物酶的超分子结构中获得灵感，将稀土超分子笼作为突破方向。项目团队以三苯胺作为面式配体，以稀土铕离子为顶点，构筑了一种具有空穴结构的稀土四面体笼超分子材料，并旋涂方法制备成薄膜。通过实验，团队证明，该材料能够很好地检测有机物小分子、重金属离子及挥发胺，可以弥补荧光传感器在这一方面的缺陷。 这一研究成果一方面拓展了荧光传感器在污染物检测中的应用，使废水废气中有机物小分子、重金属离子及挥发胺的检测更加快速简单；另一方面，稀土材料成为荧光传感器的构筑材料，提升了稀土产品的附加价值，是我国稀土应用研发的进步，对于我国稀土产业的发展具有重要的意义。
