该项目属于环境科学领域的环境化学学科，率先设计合成了一类功能聚合物，首次用于水中重金属离子吸附净化处理、贵金属回收和痕量铅离子检测，拓展了导电聚合物功能和应用领域。克服了高效重金属离子吸附剂和高灵敏铅离子载体简易合成制备的困难，揭示了含有氨基、亚胺基、磺酸基、甲氧基的聚合物微纳米材料与重金属离子的协同作用机理，在国际上首次提出了重金属离子强力吸附剂和高灵敏长寿命铅离子固态载体分子设计和合成的新概念。具体表现在：1)创立了导电聚合物无乳化聚合原位纳米化方法，巧妙利用聚合物链的质子化/阳离子化或引入磺酸基和甲氧基，使链上带电并通过静电排斥作用稳定存在而不团聚。解决了经典导电聚苯胺、尤其是聚吡咯和聚噻吩难以纳米化的顽疾，避免了软硬模板的大量使用，获得了组分纯净导电聚合物纳米颗粒。该法简单易行并可在任意规模下合成并自稳定化，特别对难化学氧化合成更难纳米化的聚噻吩有突破性意义。这种化学氧化合成聚噻吩纳米颗粒的方法刚见报就被亚琛大学教授的Chem.Soc.Rev.综述中于校样阶段点名引评，成为其中又一类新的有价值方法。麻省大学教授ACS Nano论文引用该法以论述聚合物纳米颗粒是构建光电装置活性层结构的学术论断。韩国教授的Small论文也认同了该法的特点。2)发现了聚芳胺的贵/重金属还原吸附功能。聚邻苯二胺对银离子具有择优吸附能力，且直接还原成单质纳米银，其高达35%的银晶体含量使形成的杂化纳米复合物具有高导电和潜在新功能。提升了聚苯胺对重金属汞的吸附容量，含甲氧基和磺酸基芳胺改性单体可使共聚物颗粒纳米化，所引入新官能团与原有氨基发挥协同作用，大大提升聚苯胺对汞离子吸附力，吸附容量相对于纯聚苯胺增加64%，达到2063 mg/g，即1g共聚物纳米吸附剂能吸附自身重量2倍多的汞，且多为单质汞，便于直接回收。捷克著名教授Stejskal在其Prog.Polym.Sci.综述论文中先后10次认可这项研究。法国Duclaux等Water Res.论文称赞该项目建立的固体吸附法很有用和重要.3)开拓了聚芳胺铅离子载体功能，相对于现有外增塑基体的铅离子选择载体，检测下限和寿命都有明显改善。相对传统冠醚和杯芳烃等分子载体，这些聚芳胺载体是固态微纳米粒子，依靠均匀分散而非溶解在基膜中对铅离子络合传感，克服了载体渗漏流失的顽疾。从而使聚芳胺的应用拓展到了微量环境分析领域。哈佛大学医学院和剑桥大学著名教授的Anal.Chem.论文肯定了本电极对铅离子低检测下限优势，北卡大学教授在其Anal.Chem.经典综述中以10行篇幅赞同了聚芳胺颗粒开拓为新型铅离子载体的创举。Stejskal的Prog.Polym.Sci.论文也4次赞许这项研究。芬兰著名教授Bobacka称赞该项目提出的选用聚芳胺设计铅离子电极是有趣的新研究方向.该项目发表了15篇SCI论文，8篇代表性论文被SCI论文他引407次，平均每篇50.88次。这些研究工作引领了材料与环境科学相互交叉学科领域新发展方向，在国际环境材料化学界产生了广泛学术影响。新型功能材料便捷合成及对水中的重金属离子强力反应吸附和铅离子灵敏检测，可望为重金属污水的净化、资源化、实时分析和现场监控提供新思路。
同济大学
