基于Ag@MOFs印迹复合膜的有机染料特异性检测：高灵敏度与稳定性研究

为解决有机染料污染检测中传统方法耗时昂贵、缺乏选择性的问题，研究人员创新性地将表面增强拉曼散射(SERS)技术与分子印迹技术(MIT)相结合，开发出Ag/PA-6/UIO-66(NH2)@MIPs复合膜(APU-MIMs)。该膜以罗丹明B(RhB)为模板分子，实现了10-12 M的超高检测灵敏度，兼具非破坏性、稳定性和可循环性，为环境监测提供了新型高效检测平台。

　　

有机染料在纺织、造纸等工业中的广泛应用带来了严重的环境隐患。罗丹明B等染料具有内分泌干扰特性，其超标排放会引发水生生物发育异常。传统检测手段如高效液相色谱(HPLC)虽准确但耗时长、设备昂贵，而常规拉曼检测又面临灵敏度不足的瓶颈。如何实现痕量污染物的快速精准检测，成为环境分析领域的重大挑战。

黑龙江省自然科学基金资助项目团队通过跨学科创新，将金属有机框架(MOFs)材料的高比表面积特性与表面增强拉曼散射(SERS)技术相结合，构建了具有分子识别功能的纳米复合材料。研究人员选用机械性能优异的聚酰胺(PA-6)为基底，负载氨基修饰的UIO-66(NH₂)框架并锚定银纳米颗粒(Ag NPs)，最终通过分子印迹技术形成特异性识别位点，成功研制出APU-MIMs复合膜。这项发表于《Optical Materials》的研究，开创了MOFs基SERS印迹膜的新制备策略。

关键技术包括：1) 原位合成UIO-66(NH₂)-Ag复合SERS基底；2) 优化分子印迹聚合物(MIPs)的模板分子比例；3) 建立膜材料的循环稳定性评价体系。通过系统调控MOFs负载量(0-15%)、AgNO₃浓度(0.01-0.05 M)等参数，实现了"热点"效应的最大化。

材料优化
实验发现10% UIO-66(NH₂)负载量时SERS信号最强(图2a)，过量会导致Ag NPs分散不均。0.03 M AgNO₃条件下制备的基底增强因子达1.68×10⁷(图2c)，较传统基底提升2个数量级。

性能验证
APU-MIMs对RhB的检测限低至0.01 pM，选择性实验显示其对甲基橙(MO)等干扰物的识别因子α>3.5(图4b)。45天稳定性测试后信号衰减<8%，5次循环使用后回收率保持92%。

作用机制
分子动力学模拟表明，UIO-66(NH₂)的氨基与RhB羧基形成氢键(图5d)，而MIPs的空腔尺寸匹配产生"锁-钥"效应。拉曼 mapping证实Ag NPs在MOFs孔道中的均匀分布(图3e)，协同产生电磁场增强。

该研究突破性地解决了SERS基底回收困难与选择性差的行业难题。APU-MIMs将MOFs的结构可调性、MIPs的特异性识别与膜分离技术的操作性优势深度融合，为发展下一代环境检测器件提供了范式。特别值得注意的是，材料在模拟污水(pH 2-11)中均保持稳定性能，这为其在复杂环境中的实际应用奠定了坚实基础。研究团队提出的"基底-载体-识别"三位一体设计理念，对发展多功能传感材料具有普适性指导价值。