苯被世界卫生组织列为强致癌物，即使在极低浓度下也对人体健康构成严重威胁。现有吸附材料在痕量浓度下往往因作用力弱而效率低下，是当前环境污染治理领域的一项挑战。
面对这一难题，研究团队以具有大孔道和可修饰金属位点的金属有机框架材料NU-1500(Fe)为母版，巧妙地通过后合成修饰技术，将一系列结构精巧的单吡啶、双吡啶及三吡啶大环配体引入其孔道中，成功构筑了WYU-100至WYU-108等一系列新型金属有机框架材料。其中，修饰了功能性大环三吡啶配体的WYU-107材料表现最为优异。
研究表明，WYU-107材料在常温及低浓度条件（P/P₀ = 0.01）下，对苯蒸气的吸附量高达6.21 mmol g⁻¹，是母版材料吸附容量的近三倍，其性能超越了绝大多数已报道的多孔材料。动态穿透实验进一步证明，该材料在实际环境条件下具备出色的痕量苯捕获能力。通过原位X射线单晶衍射与理论计算，团队从分子层面揭示了其高效吸附的机理：大环配体的引入不仅对孔道进行了精细分区，更与苯分子产生了强烈的π-π堆积、C-H···π及C-H···O等多种协同作用，从而显著提升了材料在低浓度环境下的吸附亲和力。此项研究不仅展示了一种高效的苯蒸汽污染治理候选材料，更凸显了通过后合成修饰精准调控材料功能的强大能力，为面向特定污染物的先进吸附材料的理性设计提供了重要借鉴。
痕量苯蒸汽的高效捕获示意图
相关研究成果以题“Efficient capture of trace benzene vapor by metal–organic frameworks modified with macrocyclic pyridyl ligands”发表在《Chemical Science》上（Chemical Science, 2025, DOI: 10.1039/d5sc05093f）。环境与化学工程学院硕士生-梁港为第一作者，莫宗文副教授为本文的通讯作者。
