超分子介孔材料對有機(jī)污染物的吸附回收及可控釋放的研究發(fā)表于《Adv. Mater.》
由于對人體健康和水體生態(tài)系統(tǒng)的危害，水中有機(jī)污染物的去除和預(yù)防在化學(xué)和材料科學(xué)領(lǐng)域引起了高度重視。為此，多孔材料如多孔硅，聚合物，金屬 - 有機(jī)骨架（MOFs ）和表面改性碳，作為前沿的吸附劑用于污染物提取和預(yù)濃縮的研究。其中，由于活性炭具有較好的生物相容性，較高的比表面，同時(shí)容易修飾，是去除有機(jī)污染物里比較常用的吸附材料。盡管有序或無序的具有微孔，中孔和大孔的碳對回收污染物方面呈現(xiàn)出較好的吸附性能，但是碳材料的再生需要較高的費(fèi)用，同時(shí)容易造成二次污染。此外，因?yàn)樗鼈兊姆稚⑿缘?，難以從水中俘獲相對親水的污染物，所以碳不能完全去除相對親水性的微小污染物，這限制了他們的實(shí)際應(yīng)用。
由共軛碳和親水性嵌段組成的芳香性兩親物作為共軛碳系的衍生物，可以容易地聚集形成多孔膠囊，適合作為溶劑或藥物分子的吸附支架。尤其是動(dòng)態(tài)可控的超分子多孔結(jié)構(gòu)為這些吸附物的選擇性排放和靶向輸送提供可行性方案。
近日，中山大學(xué)化學(xué)學(xué)院黃哲鋼教授課題組以咔唑?yàn)橹行?，在?，7，9號(hào)為分別進(jìn)行芳基化，制備了新型的二維、三維的螺旋槳狀芳香性兩親物， 并通過折疊芳香性平面的組裝制備了空心球。與傳統(tǒng)的基于一維芳香性分子的超分子多孔材料相比，二、三維π-共軛組裝體在水溶液中提供了疏水性碳環(huán)境，可以吸附回收水中的有機(jī)污染物。研究結(jié)果表明，制備的介孔球?qū)τ袡C(jī)污染物—乙炔雌二醇（Eo）和雙酚A（BPA）的回收率分別為92％和90％。值得注意的是，介孔球可以識(shí)別鹽的濃度。隨著鹽的加入，折疊的芳香性分子被觀察到逐漸變得平坦，誘導(dǎo)強(qiáng)的π-π相互作用，使多孔球體融化并相連一起形成實(shí)心的纖維。這種多孔向無孔材料的轉(zhuǎn)變引發(fā)被吸附的污染物從多孔結(jié)構(gòu)中自發(fā)釋放，而隨后的透析使超分子多孔結(jié)構(gòu)恢復(fù)吸附容量。
超分子介孔材料對有機(jī)污染物吸附及可控釋放
此研究結(jié)果發(fā)表在國際著名期刊 Advanced Materials上，題目為 “Intelligent Mesoporous Materials for Selective Adsorption and Mechanical Release of Organic Pollutants from Water”，第一作者為2016級(jí)碩士研究生謝思穎， 黃哲鋼教授為通訊作者。
該研究得到中山大學(xué)百人計(jì)劃，廣州市科學(xué)技術(shù)計(jì)劃，廣東省自然科學(xué)基金的資助。2015年7月到中山大學(xué)工作以來，黃哲鋼教授主要圍繞著超疏水性介孔材料與超分子組裝對超分子催化、污染物吸附、智能藥物輸送領(lǐng)域開展工作。本課題組非常歡迎與以上研究有興趣的本科生、碩士生、博士生及博士后的加入學(xué)習(xí)。
論文連接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/pdf/10.1002/adma.201800683
指導(dǎo)老師介紹：http://ce.sysu.edu.cn//Item/8001.aspx
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