Hg2+是一种有毒且危害比较大的环境污染物，其对酶和蛋白质的巯基部分表现出很高的亲和力，可以破坏正常的人体细胞并引起肾功能衰竭、免疫系统破坏等。因此，开发一种新型双功能材料用于检测和吸附水中Hg2+具有重要意义。与传统的检测方法相比，荧光探针因其成本低、灵敏度高、样品预处理简单等优点而备受关注。一些MOFs、COFs、聚合物和硅烷多孔材料被用于检测和吸附Hg2+。而且，它们大多是粉末状物质，有可能造成水体二次污染，后处理更为复杂，这些缺点限制了它们在实际水样中的应用。在识别Hg2+的基团中，二硫代乙酰基较为理想，它与Hg2+的特异性反应使得荧光探针具有高选择性。壳聚糖是一种天然高分子材料，其高分子链中含有许多羟基和酰胺基，对金属离子具有良好的吸附效果。此外，采用湿法纺丝技术可以很容易地将其制成无纺面料。因此，二硫代缩醛基荧光团的壳聚糖无纺面料是一种理想的Hg2+检测和吸附材料。在本文中，我们合成了一种新型香豆素二硫代缩醛荧光团CA-S，并将其成功地涂覆在壳聚糖无纺面料上。

我们用辊压法将得到的荧光团CA-S涂覆在壳聚糖无纺面料上，并研究了该功能化织物对Hg2+的荧光响应。由于Hg2+存在下荧光团CA-S发生水解，该织物在459nm处表现出强烈的发射。将其置于Hg2+水溶液中，3min后发射峰明显红移至496nm。同时，在365nm的光照下，其荧光颜色由蓝色变为绿色（图1）。通过肉眼可以清楚地分辨出Hg2+和其他金属离子处理的荧光差异。此外，作者还将Hg2+与不同浓度的其它金属离子混合进行了选择性实验。结果发现，即使存在其他高浓度离子，CA-S仍然显示出高选择性。随后，科研人员研究了该功能化织物对不同浓度Hg2+的荧光响应。随着Hg2+浓度从0μM增加到10μM，459nm处的荧光强度逐渐降低，而496nm处出现新的发射峰，其强度表现出**的增强（图2a）。并且，在496nm和459nm处的荧光强度比与Hg2+离子浓度呈良好的线性关系（图2b）。与壳聚糖无纺面料相似，功能化滤纸和二氧化硅板都表现出深蓝色发射。但经Hg2+离子处理后，其发射严重猝灭（图3）。壳聚糖无纺面料中的CA-S荧光团对Hg2+呈现浓度荧光响应，并且两个发射通道的内建校正，可以消除外界因素的干扰。

为了直观地研究反应机理，作者对水溶液中荧光团CA-S与HgCl2反应的产物进行了分离，其结构经1H NMR确证。与荧光团CA-S相比，硫缩醛基在5.46ppm处的Hb信号完全消失，同时在10.11ppm处出现一个新的信号，称为醛基质子（Ha）。此外，该产物的1H NMR光谱与化合物2几乎相同（图4）。这些结果充分证明Hg2+促进荧光团CA-S水解生成化合物2。随后，作者比较了化合物2和荧光团CA-S的荧光性质。一旦聚集，化合物2的发射被完全猝灭。但荧光团CA-S的发射只是减弱了。显然，化合物2具有**的ACQ特征。为了解释荧光性质的差异，对化合物2和荧光团CA-S进行了DFT和TDDFT计算。TDDFT计算很好地再现了实验荧光光谱。荧光团CA-S和化合物2的发射峰分别在468nm和496nm处观察到，相应的计算结果分别为434nm和455nm。随后，作者利用空穴电子分析研究了电子跃迁。对于CA-S和化合物2，空穴主要位于给电子的N原子和苯环上，而电子主要位于吡喃酮的电子上。此外，还利用空穴质心与电子质心之间的距离来测量电荷转移长度。其中，质心→化合物CA-S和2电子的距离分别为2.120Å 和2.589Å。空穴与电子的空间距离较大，导致电荷密度发生明显位移。因此，S1→S0跃迁具有电荷转移特性。与CA-S相比，化合物2中Chole→Celec距离更远，利于分子内电荷转移过程，从而导致发射峰红移。

在壳聚糖无纺面料、滤纸和硅胶板上，荧光团CA-S对Hg2+的荧光响应不同。这种现象主要是由化合物2在这些底物上的不同荧光性质引起的。随后，作者通过SEM测试获得这些基底的表面结构。不同于滤纸和硅胶板中的紧密堆积单元，壳聚糖无纺面料中的纤维是松散的、交错的。此外，利用CAM-B3LYP长程修正泛函，用DFT方法研究了壳聚糖与化合物2的相互作用，优化的几何结构如图5所示。化合物2中香豆素骨架的羰基可以在壳聚糖单元的羟基和酰胺基之间形成氢键。在这里，壳聚糖单元起到了隔离化合物2分子的作用，这类似于纤维素骨架对ACQ发光体的稀释作用。如图6所示，荧光团CA-S的初始状态下显示蓝色发射。在Hg2+离子存在下，荧光团CA-S立即水解，得到具有**ACQ特征的化合物2。壳聚糖单元间隔和壳聚糖纤维的交错排列有利于防止分子间的π-π相互作用，从而引起化合物2强烈的绿色发射。

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