効率的かつ効果的な水銀除去のための合成後改変共換有機フレームワーク
Qi Sun1, Briana Aguila1, Jason Perman1
1Department of Chemistry, University of South Florida , 4202 East Fowler Avenue, Tampa, Florida 33620, United States.
Journal of the American Chemical Society
|February 23, 2017
まとめ
新しい共性有機フレームワーク (COF) は,優れた水銀除去を提供します. これらの高度な材料は水と空気から水銀を効率的に吸収し,環境修復の用途に高い容量と親和性を示しています.
科学分野:
- 材料科学
- 環境科学
- 化学について
背景:
- 環境修復のための効果的な吸着剤を設計するには,汚染物質の迅速な吸収と容量のための高い親和性のケラティングサイトが必要です.
- 二次元共性有機フレームワーク (COF) は調節可能な構造と多孔性を提供し,吸着剤開発のための有望な支架となっています.
研究 の 目的:
- 効率的な水銀除去のための硫黄誘導体で機能した新しいメソポラスCOFを設計し,合成する.
- 水銀種 (Hg2+とHg0) に対する機能化されたCOFの吸収能力,親和性,およびメカニズムを評価する.
主な方法:
- ヴィニル機能化されたメソポラスCOF (COF-V) の合成に続いて,1,2-エタネディチオールによるチオール-エネクリック反応によりCOF-S-SHが得られる.
- 水溶液と空気中のHg2+とHg0に対するCOF-S-SHの吸収性能を試験する.
- 水銀の結合メカニズムを明らかにするために,X線吸収微細構造 (XAFS) のスペクトロスコーピーを用いた特徴付け.
主要な成果:
- 合成されたCOF-S-SHはHg2+とHg0の吸収能力がそれぞれ1350mgと863mgで,既存のチオール機能化された材料を上回った.
- 2.3 × 109 mL g−1の超高分布係数 (Kd) を達成し,Hg2+濃度を飲料水限度以下に迅速に低下させました.
- XAFSの分析では,2つの硫黄原子による固有のHg結合が分子内協力性によって明らかにされ,その強い親和性が説明される.
結論:
- 硫黄ケラート群で装飾されたメソポラスCOFは,水銀浄化に非常に効果的な吸着剤です.
- オーダーされた構造とCOFの結合部位の高密度は,優れた吸収性能と急速な拡散に寄与する.
- この研究は,高性能環境修復のための先進的な材料を開発するためのCOFの重要な可能性を強調しています.
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