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研究人员制作的有机框架可以将抗生素残留物从水中过滤掉

发布时间:2019-06-10 14:32:46 来源:

一个国际研究团队最近合成了基于聚芳醚的共价有机骨架,这是有史以来最稳定的结晶多孔材料。该团队包括特拉华大学的Yushan Yan和吉林大学的Qianrong(Frank)Fang,他是Yan在UD的前博士后研究员,在国际科学期刊Nature Chemistry上描述了他们的成果。

有些材料就像筛子一样,让分子穿过它们的毛孔。这些材料称为分子筛,可用于许多工业过程,特别是化学和能源领域。它们可用于去除水中的污染物。它们也受到航空航天,铁路运输,汽车制造等潜在应用的关注,但到目前为止,它们的应用受到极端条件下不稳定性的限制。

自20世纪90年代早期的博士研究以来,化学与生物分子工程系的杰出工程教授Yan就研究了结晶多孔材料,如沸石。他赢得了唐纳德布雷克奖,这是2010年国际沸石协会颁发的最高奖项,用于他的沸石薄膜工作。当Fang于2009年加入他的团队时,他们开始探索一类新兴的晶体多孔材料,称为共价有机骨架,通过共价键连接,显示出巨大的希望,但有时受限于可用的化学物质及其在恶劣条件下的不稳定性,如强酸和强碱。

Yan和Fang是第一个使用稳定的碳 - 氮键(酰亚胺)制造共价有机骨架的人,从那时起,他们首先在UD,然后在吉林大学之后离开UD,在中国获得了一个着名的教师职位,一直致力于开发基于碳 - 氧键的共价有机骨架。他们预计这些材料会稳定 - 只要他们能制造它们。

为此,他们用聚芳醚(一种高度稳定的工程塑料)制成框架。通过仔细设计基于新稳定键的骨架,他们制造出的材料比任何其他类型的材料都更稳定。

“一旦你拥有了碳 - 氧键,这种多孔材料就能在强酸,强碱和强氧化剂中保持稳定,”Yan说。框架也可以在高达400摄氏度的温度下保持稳定。“在多孔结晶材料中,有机或无机,这是最稳定的。”

下一步,研究小组制作了基于聚芳醚的共价有机骨架,可以在1到13的pH范围内从水中筛出抗生素残留物。

在该论文中,研究小组得出结论:“这些稳定的COF [共价 - 有机骨架]是制备可在极端化学环境下使用的功能材料的理想平台。”

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