基于合作分子相互作用的高效捕获超短链和短链新兴的per-和多基基物质使用多功能纳米吸收剂

科学领域:

• 环境化学环境化学
• 材料科学 材料科学 材料科学
• 纳米技术纳米技术

背景情况:

• 短链 (C4-C7) 和超短链 (C2-C3) 和多基物质 (PFAS) 是持久,生物积累和致癌的污染物.
• 目前的技术难以有效地从饮用水和环境水中去除这些较小的PFAS分子.
• 在各种水源中经常检测到PFAS,造成严重的环境和人类健康风险.

研究的目的:

• 开发新的磁性纳米吸收剂,以有效地去除短链和超短链PFAS.
• 研究推动PFAS吸附的合作相互作用机制 (疏水性,性,静电性).
• 评估开发的纳米吸收剂在现实世界水样中的性能.

主要方法:

• 合成非甲硫 (NFBS) 和聚乙烯胺 (PEI) 结合的Fe3O4磁纳米吸收剂.
• 吸附实验以确定PFAS去除效率和能力.
• 使用改性纳米吸收剂进行比较研究,以阐明特定相互作用的作用.
• 对超短链PFAS捕获的合作分子相互作用的分析.

主要成果:

• 与NFBS-PEI结合的磁性纳米吸附剂在30分钟内实现了~100%的短链 perfluorobutanesulfonic 酸的去除,具有高吸附能力 (qm ~234 mg g-1).
• 与只有PEI或酸功能化纳米吸收剂相比,NFBS-PEI纳米吸收剂证明了超短链 perfluoropropanesulfonic酸 (qm ~ 187 mg g-1) 的捕获效率更高.
• 从各种环境水样中同时去除短链 (<92%) 和超短链 (<70%) PFAS,可在30分钟内实现.

结论:

• 开发的NFBS-PEI结合磁纳米吸收剂在去除短链和超短链PFAS方面表现出高效率.
• 合作性疏水性,性和静电相互作用对于有效的PFAS吸附至关重要,特别是对于较小的链型变体.
• 这些纳米吸附剂在各种水矩阵中显示出对现实世界PFAS整治应用的巨大潜力.