Os polímeros de coordenação porosos à base de lantanoides biologicamente derivados (Ln-BCPs) apresentam vantagens únicas na adsorção e detecção de íons de metais pesados devido à sua estrutura altamente ajustável de canais, rica em grupos funcionais e características fotoquímicas exclusivas. Este estudo utilizou uma estratégia pós-síntese para introduzir ácido L-aspártico (L-Asp) na estrutura do polímero de coordenação de térbio, construindo um novo material Tb-Asp-CP com alta seletividade para adsorção e detecção sensível de Pb(Ⅱ), e revelou o mecanismo de reconhecimento e ligação por meio de cálculos de química quântica. Cálculos baseados na teoria do funcional da densidade (DFT) indicam que o L-Asp coordena principalmente Pb(Ⅱ) através do oxigênio carboxílico e do nitrogênio amino, com uma contribuição eletrostática de 95,03%. A capacidade máxima de adsorção do Tb-Asp-CP para Pb(Ⅱ) é de 478 mg/g, comportando-se conforme o modelo de Langmuir de camada única e o modelo cinético de pseudo-segunda ordem, caracterizando uma adsorção monocamada controlada pela reação química na interface. O material demonstra excelente seletividade e reutilização, com coeficientes de seletividade para Pb(Ⅱ) entre 3,03 e 32,54, mantendo 71,8% da eficiência de adsorção após cinco ciclos de adsorção-dessorção. Além disso, Tb-Asp-CP apresenta alta sensibilidade de detecção para Pb(Ⅱ), com limite de detecção de 3,19 μg/L e taxas de recuperação adicionadas de 86,9% a 108% em amostras de vegetais. Simulações teóricas confirmam que Pb(Ⅱ) prefere coordenação multidentada com a “cavidade rica em oxigênio” formada por vários oxigênios carboxílicos dentro de Tb-Asp-CP, e quando Pb(Ⅱ) é adsorvido nessa cavidade, a detecção altamente sensível de Pb(Ⅱ) é alcançada por meio do processo de transferência fotoinduzida de elétrons. Este estudo oferece novas ideias e base teórica para o desenvolvimento de materiais de alta performance para adsorção e detecção de íons de metais pesados.

polímeros de coordenação porosos;funcionalização por aminoácidos;íons de chumbo;mecanismo de adsorção;detecção