Los polímeros de coordinación porosos a base de lantánidos y biomasa (Ln-BCPs) muestran ventajas únicas en la adsorción y detección de iones de metales pesados debido a su estructura porosa altamente ajustable, riqueza en grupos funcionales y propiedades fotoquímicas únicas. Este estudio introduce ácido L-aspártico (L-Asp) en el marco del polímero de coordinación de terbio mediante una estrategia post-sintética, creando un nuevo material Tb-Asp-CP con alta selectividad para la adsorción y detección sensible de Pb(II), y revela el mecanismo de reconocimiento y unión mediante cálculos de química cuántica. Los cálculos de la teoría del funcional de la densidad (DFT) muestran que L-Asp coordina principalmente Pb(II) a través de los oxígenos carboxílicos y el nitrógeno de los grupos amínicos, con una contribución electrostática del 95.03%. La capacidad de adsorción saturada de Tb-Asp-CP para Pb(II) es de 478 mg/g, y el comportamiento de adsorción se ajusta al modelo Langmuir de monocapa y a la cinética pseudo-secundaria, indicando una adsorción de monomolecular controlada por reacciones químicas superficiales. Este material muestra una excelente selectividad y reutilizabilidad, con un coeficiente de selectividad para Pb(II) que varía entre 3.03 y 32.54, manteniendo una eficiencia de adsorción del 71.8% después de 5 ciclos de adsorción-desorción. Además, Tb-Asp-CP tiene alta sensibilidad de detección para Pb(II), con un límite de detección de 3.19 μg/L y recuperaciones adicionadas de entre 86.9% y 108% en muestras de vegetales. La simulación teórica confirma además que Pb(II) prefiere coordinar con la “cavidad rica en oxígeno” compuesta por varios oxígenos carboxílicos dentro de Tb-Asp-CP, y cuando Pb(II) es adsorbido por esta cavidad, se puede lograr una detección altamente sensible a través del proceso de transferencia fotoelectrónica inducida. Este estudio proporciona nuevas ideas y bases teóricas para el desarrollo de materiales de alto rendimiento para la adsorción y detección de iones de metales pesados.

polímeros de coordinación porosos;funcionalización con aminoácidos;iones de plomo;mecanismo de adsorción;detección