研究背景
随着人们(men)对(dui)于健康的(de)(de)重视程(cheng)度(du)日益加深,研究毒性物(wu)质的(de)(de)去除(chu)(chu)技术并推动其应(ying)(ying)用(yong)具有(you)重要的(de)(de)科学价值和社会(hui)意义。如一些(xie)药(yao)(yao)用(yong)植(zhi)物(wu)(如马兜(dou)(dou)铃科的(de)(de)马兜(dou)(dou)铃、细辛(xin)等)由于含有(you)植(zhi)物(wu)毒素,常导致中毒事(shi)件和临床毒副作用(yong),限制了(le)它(ta)们(men)的(de)(de)临床应(ying)(ying)用(yong)。因此,有(you)效、选择性地去除(chu)(chu)药(yao)(yao)用(yong)植(zhi)物(wu)中的(de)(de)有(you)毒成分对(dui)于减轻毒性、保(bao)(bao)留药(yao)(yao)效以确(que)保(bao)(bao)其临床安全(quan)应(ying)(ying)用(yong)至关重要。传(chuan)统吸附材料(如活(huo)性炭、分子筛)存(cun)在吸附去除(chu)容量(liang)低、选择(ze)性差(cha)、二(er)次(ci)污染等问题(ti),开发高效、安全的新型吸附(fu)剂成(cheng)为材(cai)料科学领域的研究热点。共价有机(ji)框(kuang)架(jia)(COFs)作为(wei)一(yi)类新兴结(jie)晶多孔(kong)材料(liao),凭借其(qi)高度(du)有序的结构、高比表面(mian)积、热化学稳定性、永久孔(kong)隙(xi)、高结晶度(du)、可调(diao)孔(kong)径和拓扑(pu)多样性等优良特性,在毒性物质去(qu)除领域展现(xian)出巨大潜力(li)。然(ran)而,COFs的规模化制备(bei)、复杂体系(xi)选择性吸附(fu)及应用稳定性仍面临重大挑(tiao)战。
文章概述
该(gai)综述(shu)从材料设计策略、多场景应用、吸附机制及未来挑战四个方面系统梳(shu)理了(le)COFs在有毒物质去除中的研究进展(zhan)。首先(xian),聚焦COFs的(de)合(he)成与功能(neng)化(hua)设计(ji),详(xiang)细(xi)阐述了通过拓扑(pu)调控、功能(neng)基团引入(ru)及复(fu)合(he)策(ce)略优化(hua)材料性(xing)(xing)能(neng)的(de)路径,探讨如何通过结构设计(ji)与化(hua)学修(xiu)饰提(ti)升吸附选择性(xing)(xing)和稳定性(xing)(xing)。其次(ci),重(zhong)点分析了COFs在生物(wu)毒素,尤其(qi)是中药/天然(ran)植物有(you)毒(du)成分(如马兜(dou)铃(ling)酸类成分)和体内毒(du)素去(qu)除领域(yu)的应用潜力,从(cong)分子筛分效应到化学协同(tong)作用,论证其在不(bu)同(tong)场景下的技术优势。此外,系统解析了COFs吸附有毒物质的(de)微观机制,阐明孔(kong)径匹配、静电作用、氢键及(ji)疏(shu)水效应等多(duo)因素耦合的(de)吸附机理。最后,总(zong)结了当前研究在有毒物质去除领域面临的(de)关键挑战,包括(kuo)绿色规模(mo)化(hua)制备工艺(yi)(yi)的(de)缺失、复杂体系(xi)动态调控需求及(ji)生(sheng)物安全性(xing)验证不足,并提出通过工艺(yi)(yi)创(chuang)新、智能(neng)材料开发(fa)及(ji)跨学科合作推动技(ji)术落地的(de)未来方(fang)向。
COFs材料在(zai)中药马(ma)兜(dou)铃酸类成分选择性去除中的应用
基金资助
该研究工作得(de)到了国家自(zi)然(ran)科学(xue)基金(项目编(bian)号:82374300、82474182、82141209)的支持(chi)。
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