新的铁基有机分子陷阱可以捕获危险的污染物

布法罗化学家大学表明,自组装的分子陷阱可用于捕获全球污染饮用水供应的PFAS - 危险污染物。

陷阱由基于铁的有机构件块制成,与乐高盘子相同,以形成四面体笼。实验表明,这些结构与某些PFA结合(对每氟烷基物质短而言),实验室分析揭示了这种情况。事实证明,PFAS强烈地粘在笼子外面,而不是在里面捕获。

这些见解在本月发布的一项研究中得到了详细阐述,它可以帮助科学家以有利的方式调整陷阱——例如,通过扩大笼子的开口来可能捕获其他类型的PFAS。最终的目标是在将PFAS与水隔离的系统中使用这种笼子——即金属笼子,这可能会导致更好的水处理,或改进检测水中污染物的技术。

“PFA是高度稳定和有毒化学品,可导致人类健康影响不良,”Diana Aga,博士,亨利M.伍德伍宾UB艺术与科学学院化学教授。欧洲杯线上买球“越来越多的证据表明在人和动物和动物中暴露于PFA和不良健康结果之间的联系,具有潜在的影响,包括减少出生体重,降低生育率,增加糖尿病和某些癌症的风险增加,以命名为少。我们的发现新论文是令人兴奋的,因为他们提供了一些PFA的分子陷阱是有效的吸附剂。“

“我们非常兴奋地对这项工作可能发展的几种方式,从而可以检测到当前分析可能会错过的PFA,更改笼子,使笼子除了绑定PFA之外,它们还会摧毁它们,”UB艺术与科学学院的化学助理教授Timothy Cook博士说。欧洲杯线上买球

Cook和Aga领导了这项研究,以及Cressa Ria P. Fulong,Phd,最近的厨师实验室毕业生,以及Aga实验室的博士候选人博士议员。所有团队成员都作出了重要贡献,富隆和监护人在实验室中进行了实验和分析工作。

该研究刊登在5月18日的杂志封面上无机化学.库克创作了封面艺术,他用钢笔在纸上手绘,然后进行数字化和上色。该图描绘了分子积木自组装形成四面体结构,聚合在PFAS分子上。

陷阱捕获PFAS的一个子集

PFAS不是单一化合物;它们是一组用于食品包装、不粘涂料、消防泡沫和其他商品的人造化学品。因为这些化合物不易分解,它们在环境中存留很长时间。

许多研究已经在世界范围内的饮用水中检测到PFAS,包括Aga和他的同事于5月19日在《Chemosphere》杂志上发表的一篇论文。该项目在菲律宾和泰国寻找污染物,发现它们存在于地表水、瓶装水和补给站的水中。其他研究表明PFAS会在人的血液中积累。

考虑到这些问题,Cook、Aga、Fulong和Guardian开始研究分子笼是否有助于诱捕PFAS。

科学家们对十几种不同类型的含有金属的自我组装笼子进行了筛选。Fulong在Cook的实验室合成了这些笼子,Guardian在Aga的实验室使用了先进的分析技术来研究每个结构是否与PFAS结合。

在这一过程中,研究小组发现了铁基笼,它捕获了含有6个或更多氟化碳原子链的PFAS子集,包括全氟羧酸、磺酸和氟调聚物。

下一步-调整笼子以捕获更多的PFAS -并可能摧毁它们

这项研究给了科学家们新的知识,可以帮助他们对笼子进行实验性的改进。通过调整笼子的组成部分,研究人员有可能创造出与PFAS更紧密结合的结构,吸收其他污染物,甚至摧毁化学物质,库克说。

“我在流行媒体上读到一些报道,说有人试图焚烧这些PFAS,这可能会让问题变得更糟,”库克说。“它基本上只是把它们送入空中,然后进一步分散。我想知道我们是否可以开发具有电或光化学性质的笼子,使它们能够打破PFAS中的化学键。”

“我希望分子陷阱可以设计成潜在地捕获通常逃离传统水处理技术的最高水溶解的PFA,”阿加说。“已经存在许多使用的吸附剂,例如活性炭,与PFA相互作用。然而,活性炭没有建筑物或孔隙可以容易地调整 - 这是金属结构的美丽。”

这项研究部分由美国国家科学基金会资助。欧洲杯线上买球

来源:http://www.buffalo.edu/

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