Les polymères de coordination poreux biosourcés aux lanthanides (Ln-BCPs) présentent des avantages uniques dans le domaine de l’adsorption et de la détection des ions lourds grâce à leur structure poreuse hautement ajustable, leur richesse en groupes fonctionnels et leurs propriétés photochimiques uniques. Cette étude utilise une stratégie post-synthèse pour introduire l'acide L-aspartique (L-Asp) dans le cadre du polymère de coordination au terbium, créant un nouveau matériau Tb-Asp-CP à haute sélectivité pour l’adsorption et la détection sensible du Pb(II), et révèle le mécanisme de reconnaissance et de liaison via les calculs de chimie quantique. Les calculs de la théorie de la fonctionnelle de la densité (DFT) montrent que L-Asp coordonne principalement Pb(II) via l’oxygène carboxylique et l’azote amine, avec une contribution électrostatique de 95,03 %. La capacité d’adsorption saturée de Tb-Asp-CP pour Pb(II) est de 478 mg/g ; le comportement d’adsorption suit un modèle de Langmuir monomoléculaire et une cinétique pseudo-secondaire, indiquant une adsorption mono-couche contrôlée par une réaction chimique interfaciale. Ce matériau présente une excellente sélectivité et une réutilisabilité, avec un coefficient de sélectivité pour Pb(II) allant de 3,03 à 32,54, et conserve 71,8 % de son efficacité après 5 cycles adsorption-désorption. Par ailleurs, Tb-Asp-CP montre une haute sensibilité de détection pour Pb(II), avec une limite de détection de 3,19 μg/L et un taux de récupération additionnée de 86,9 % à 108 % dans les échantillons de légumes. La modélisation théorique confirme en outre que Pb(II) préfère une coordination multi-dentée avec la « cavité riche en oxygène » composée de plusieurs oxygènes carboxyliques dans Tb-Asp-CP, et lorsque Pb(II) est adsorbé dans cette cavité, une détection hautement sensible est réalisée via l’activation du processus de transfert photoélectronique. Cette étude offre une nouvelle perspective et une base théorique pour le développement de matériaux performants pour l’adsorption et la détection des ions métalliques lourds.

polymères de coordination poreux;fonctionnalisation par acides aminés;ions plomb;mécanisme d’adsorption;détection