海藻酸钠超分子凝胶珠的制备技术及其在稀土离子检测和吸附中的应用，对于促进环境友好型经济发展和生态保护具有显著意义。本技术旨在开发一种集视觉检测与高效吸附功能于一体的可持续材料，以应对当前材料开发中的挑战。
背景技术
稀土元素是重要的战略资源，具有独特的发光、电、磁性能，广泛应用于光电器件、激光、智能手机、电动汽车等新兴领域的永磁体等高科技应用中。然而，它们的大量使用导致全球需求每年增长约5%。但相比之下，来自电子废物的稀土元素中只有约1%可以再利用。此外，稀土元素作为新兴污染物，已对人类和环境构成潜在的健康风险。因此，为了避免这些对生态环境的威胁，提高稀土元素的循环利用效率，制定高效检测和去除稀土元素的综合研究策略至关重要，这种方法对水环境保护及人体疾病预防具有现实意义。
迄今为止，已经开发了许多单一特定功能的方法，例如发光视觉传感、溶剂萃取、液膜分离和吸附。基于配体敏化机制的发光传感依赖于稀土离子（REE3+
）的线状发光特性，具有Stocks位移大、荧光寿命长、色纯度高等特点。因此，它具有操作简单，成本低，灵敏度高的优点。传统的吸附剂，包括金属氧化物、活性炭和复合材料，已被用于吸附REE3+
。然而，它们的制备成本比较昂贵且易对环境造成污染。由于材料自身可用的吸附位点有限，它们的吸附能力较低。此外，传统的光学传感器/吸附剂缺乏检测/吸附位点，这使得它们同时实现视觉传感和吸附性能的双重功能成为一项艰巨的挑战。因此，将检测位点和吸附位点集成与同一可持续基质，可能是实现双重功能最有效的一种策略。但不幸的是，REE3+
的光学性能与配位的H2
O密切相关，它们的特征发光很容易被高能O-H键的振动猝灭。此外，REE3+
离子相似的物理和化学性质，以及实际水或生物系统中的金属离子（Na+
、K+
、Mg2+
、Ba2+
、Ca2+
、Fe3
+
、Al3+
）的干扰，对实际样品中REE3+
的视觉检测和去除具有明显的干扰。因此，开发双功能可持续材料面临着重大挑战。据我们所知，尚未发现相应的报告。
2,6-吡啶二甲酸（DPA）与REE3+
的配位相互作用较强，激发态（T1
）能量为25510 cm-1
，与Tb3+
/Eu3+
激发态（5
D4
/5
D0
为20500/17500 cm-1
）之间的能隙较小。符合Reinhoudt’s和Latva’s规则所提出的能量转移规则，从而使DPA敏化Tb3+
/Eu3+
，并产生绿色/红色的特征发射。此外，海藻酸钠（SA）是一种具有大量羟基和羧基的生物聚合物，通过与水中的Ca2+
、Ba2+
和Mg2+
离子交联，可制造水凝胶基材料。SA含有丰富的含O(硬碱)结构，通过静电和配位相互作用为REE3+
(硬酸)提供了活性结合位点。因此，本专利以DPA为Tb3+
/Eu3+
敏化剂，经由分子间氢键接枝到SA上，制备得到多功能复合材料DPA/GB。DPA/GB不仅为REE3+
的可视化检测提供结合位点，同时还增强了对Tb3+
/Eu3+
的吸附能力。预计复合材料的多齿螯合位点和多孔结构将促进REE3+
的配位和封装，从而保护它们免受淬灭剂的影响。
本发明制备了一种基于海藻酸钠的可持续水凝胶珠（DPA/GB），因具有大量暴露的含O和N位点和多孔结构，可用于水溶液中Tb3+
/Eu3+
的可视化检测和吸附。
实现思路