使用可重复使用且无毒的3D打印多孔三角胺水凝进行有效的PFAS清除
Arnaud Chaix1, Chaimaa Gomri1, Belkacem Tarek Benkhaled1
1Institut Européen des Membranes (IEM), Univ Montpellier, CNRS, ENSCM, Montpellier, 34090, France.
Advanced materials (Deerfield Beach, Fla.)
|November 22, 2024
概括
先进的3D打印水凝有效地从水中捕获和多基物质 (PFAS). 这些新型材料表现出高效率和稳定性,为PFAS水处理提供了有前途的解决方案.
科学领域:
- 环境科学 环境科学
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 化学工程是化学工程的重要组成部分.
背景情况:
- 和多醇基物质 (PFAS) 构成重大环境和健康风险,需要先进的水处理技术.
- 目前的PFAS去除方法通常在效率或范围上是有限的,这推动了对创新的解决方案的需求.
研究的目的:
- 设计和制造一个功能性的3D打印水凝,能够捕获广泛的PFAS污染物.
- 调查定制水凝的有效性,包括多孔和四分化变种,用于从水源中去除PFAS.
主要方法:
- 使用立体石刻法 (SLA) 制造水凝,使用光交联二甲烯酸-ureaido-trianglamine (DMU-Δ) 和Pluronic P123二甲烯酸 (PDM).
- 制备有孔的 (3D-PSHΔ),无孔的 (3D-SHΔ) 和四度的 (3D-PSHΔQ+) 水凝.
- 与没有三胺 (3D-SH) 的P123水凝相比,对PFAS去除效率的比较分析.
- 利用元动力学模拟来确认水凝和PFAS之间的相互作用机制.
主要成果:
- 三胺成分 (Δ) 对于PFAS吸附至关重要,3D-SH水凝中缺乏亲和力证明了这一点.
- 多孔水凝矩阵 (3D-PSHΔ) 显示出最快和最高的PFAS吸收能力,在5小时内从脱离离子和河水中去除大约91%的PFAS.
- 多孔水凝的四度化 (3D-PSHΔQ+) 进一步增强了各种PFAS链长和极点的吸附动力学.
- 开发的水凝是无毒的,具有出色的化学和热稳定性.
结论:
- 量身定制的3D打印水凝,特别是多孔和四度变体,对于快速有效的PFAS去除非常有效.
- 特定的化学结构,包括三胺,是水凝对PFAS高亲和力的关键.
- 这些稳定,无毒的水凝为大型PFAS水疗应用提供了有前途的技术.
