金作为一种至关重要的贵金属，因其独特的物理化学特性而应用于多个领域。电子废弃物中的金含量较大，且从中提取金所需能耗远低于传统提炼方法。共价有机框架（COFs）具有结构可设计性和孔道可调性等特点，展现出高的金效捕获潜力。COFs的孔道结构为Au(Ⅲ)提供了较高的亲和力，同时供–受体（D–A）型COFs有利于电子分离，使得COFs在光照的条件下进一步促进Au(III)吸附还原为Au(0)。针对酸性电子废弃物溶液中的金萃取，开发高稳定性COFs基吸附剂亦具有关键意义。

图1. COFs和合成及结构示意图。

针对上述问题，娱乐城 梁志强教授和宋晓伟教授课题组联合香港城市大学孙立波研究员，将吡啶单元引入5,5'-(苯并[c][1,2,5]噻二唑-4,7-二基)二吡啶醛的受体片段，并与芘基电子供体单元结合，构建出D−A型COF-Py-BTP。COF-Py-BTP中的吡啶单元通过与亚胺氮原子形成配位位点捕获金离子。此外，进一步通过将可逆亚胺连接的COF-Py-BTP转化为不可逆噻唑连接的COF-Py-BTP-NS，获得了一种高度共轭且超稳定的光辅助金捕获材料。与COF-Py-BTP相比，COF-Py-BTP-NS不仅具有更快的电子分离和转移能力，而且通过引入硫原子提高了金捕获效率。在光照条件下，COF-Py-BTP-NS的Au(III)捕获容量显著提升至4374 mg g^–1，优于众多的金吸附材料，同时对于众多的干扰离子具有优异的吸附选择性，并在多次循环中保持稳定。DFT计算证明了噻唑链接的COF-Py-BTP-NS具有更低的金吸附能量。COF-Py-BTP-NS对于实际电子废弃物同样具有优异的金回收效率，填充柱实验证明了其在光照下对于电子废弃物中的金提取具有长时的高选择性与回收率。

图2. COFs的Au(III)吸附性能表征。

该研究成果以“Irreversible Sulfur Cyclization to Construct a D–A Type Covalent Organic Framework with Ultrastability for Photoenhanced Gold Recovery”为题发表在Nano Letters（DOI: 10.1021/acs.nanolett.5c03552）上。娱乐城 博士研究生陈于择为第一作者，娱乐城 梁志强教授、宋晓伟教授和香港城市大学孙立波博士为通讯作者。该研究工作得到了国家自然科学基金（22341602, 22375070, 22288101）和“111基地”（B17020）的资助。

论文链接：//pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.nanolett.5c03552