超分子介孔材料對有機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，水中有機污染物的去除和預防在化學和材料科學領域引起了高度重視。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，同時容易修飾，是去除有機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用，同時容易造成二次污染。此外，因為它們的分散性低，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，這限制了他們的實際應用。
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。尤其是動態(tài)可控的超分子多孔結構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，中山大學化學學院黃哲鋼教授課題組以咔唑為中心，在其2，7，9號為分別進行芳基化，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污染物。研究結果表明，制備的介孔球對有機污染物—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，誘導強的π-π相互作用，使多孔球體融化并相連一起形成實心的纖維。這種多孔向無孔材料的轉變引發(fā)被吸附的污染物從多孔結構中自發(fā)釋放，而隨后的透析使超分子多孔結構恢復吸附容量。
超分子介孔材料對有機污染物吸附及可控釋放
此研究結果發(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百人計劃，廣州市科學技術計劃，廣東省自然科學基金的資助。2015年7月到中山大學工作以來，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習。
論文連接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/pdf/10.1002/adma.201800683
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