每种和多氟烷基物质或PFAS通常被提及，已进入我们更大的社会，并影响我们的环境和人类健康。Framergy Inc.在美国环境保护局的支持下的小型企业创新研究（SBIR）计划中，最终显示其新材料可用于将这些物质分解为非有害物质。亚博网站下载
使用现成的紫外线(UV)光，框架的钛金属 - 有机框架（MOFS）照片催化分解PFA。通过光（甚至可见光）暴露于钛MOF的令人难以置信的羟基自由基甚至用于杀死我们最大的祸害，SARS-CoV-2(COVID-19)。框架结构表明，这些自由基可以攻击PFAS分子中的键，导致全氟烷基部分完全脱氟。
PFAS，即美国食品和药物管理局(fda)创造的“永久化学品”，在消费品化学家中很受欢迎，因为其疏水性链可以让材料把水赶走，从而创造出一种不粘涂层。这种物质可以在食品包装、烹饪器具和家具中找到。这在消防泡沫中也很常见，这导致了这些泡沫部署的水源的严重污染。
硅纤维毡上MOFs的附着
到目前为止，frame已经以“批处理”模式公开展示了这项技术。为了优化商业用途，需要让这些材料留在反应堆内部，不堵塞管道或配件。亚博网站下载该公司的科学家有一个创新的想法，将其MOFs附加到硅纤维毯上。PFAS污染的水可以通过反应堆和毯，而紫外线将从MOF覆盖毯的内部照射。在优化MOF负载、厚度和反应器内总条带的同时，进行了初步测试以证明光催化反应。
图1:AYRSORB™T125催化剂床概念的开发是为了将活性MOF颗粒固定在流过反应器的环形区域内。yabo2141/8”的硅纤维条被放置作为MOF晶体生长的宿主。
12种MOF涂层（用Ayrsorb TM T125）成功制备二氧化硅条，其中MOF在二氧化硅纤维上生长原位在金属钛源和有机配体存在的溶剂热反应中。据作者所知，这是第一次在二氧化硅或任何基材上，至少在这个规模和连续的性质上，涂层钛MOFs。组装了两个反应器并测试了流量。光辐射后，在硅条中观察到颜色差异(蓝色和绿色)。这种色差可能是由于合成的不同批次的涂层条的厚度。涂层的数量是该公司正在努力控制的一个步骤，以便所有的硅条有一个统一的涂层和外观。
量化mof loading.
该团队面临的挑战之一是通过重力测量来量化MOF载荷，但结果并不确定。在测量重量之前和之后，虽然视觉上确认了纤维的改性，但不能记录重量的增加。进一步分析反应副产物发现，随着AYRSORB™T125，在此过程中产生了分解的硅纤维碎片。纤维的丢失导致重量测量不确定。将采用电感耦合等离子体质谱等元素分析方法来量化纤维上的金属钛含量，这将间接揭示纤维上的MOF种子含量。
然而，在水稻大学实验室分析了粉末X射线衍射（PXRD）的条带，并显示出晶体结构。PXRD揭示了较低强度Ayrsorb TM T125，但是被证实是二氧化硅条内的晶体材料，因为低强度峰值以您预期的MOF的角度出现。这证明了MOF被播种并在二氧化硅纤维上生长。残留的Ayrsorb TM T125也显示为结晶，表明在二氧化硅条上合成MOF。
通过PXRD确认MOF生长过程后，通过二氧化硅纤维的Framergy命令扫描电子显微镜（SEM）图像。该图像在溶剂温度MOF生长后显示出纤维，目视确认在二氧化硅床纤维上固定的MOF固定。这被认为是从批量模式处理转换到流通处理的技术成果。
图2:MOF锚定二氧化硅纤维的扫描电镜图像证实了钛MOF通过框架的新型溶剂热MOF生长过程在纤维基体上的固定。
优化光催化反应条件
为优化光催化反应条件，选择亚甲基蓝(MB)染料，考察反应参数的影响。公司内部通过紫外-可见分光光度法量化MB浓度的能力加快了开发活动，为后续PFAS修复测试建立了一个可靠的平台。为硅床反应器(无MOFs控制)和催化剂床反应器(附着在硅床纤维上具有光催化性能的钛MOFs)制备了1ppm MB的储备溶液。反应器设置，进水液体通过泵进入位于每个反应器底端盖的反应器进口，流出液体从每个反应器的上端盖流出，进入一个600ml烧杯
每100 mL (+/- 5 mL)流出液离开每个反应器取一个样品。在测试试验过程中，硅床反应器(控制组)被MB完全饱和。从反应器1中提取的样品在硅床完全饱和之前是透明的。过了这个点，所有的药瓶都有蓝色。两个反应器床的目视观察指出，硅床反应器吸收和分离MB从原液，而不是通过光解降解。在紫外线照射的部分，催化剂床反应器显示没有MB饱和。这从视觉上证实了AYRSORB™T125引发的光催化反应，从而降解了MB。
如文献所示，MB在668 nm处有一个特征吸光峰和一个逆透射峰。使用Thermo Scientific GENESYS 30可见分光光度计和2.5 mL比色皿，在每个试验中收集奇数样品的数据，以显示总体趋势。收集的数据是每个样品的吸光度和透光率。在668 nm处，输入1ppm亚甲基蓝溶液的透光率为63.68%，新鲜去离子水的透光率为101.16%。两个反应器的出水溶液在668 nm与这些标准进行了比较。AYRSORB™T125处理后的样品透光率接近去离子水，降解率达到95%。
图3:Framergy的流通反应器测试设置专为PFAS处理而设计 - 通过使用在治疗前后收集的样品的样品的染料，亚甲基蓝和百分比进行初始光催化反应优化研究;用Ayrsorb TM T125处理之前和之后的Mb浓度样品，其中流通反应器实现了95％Mb降解。
“EPA的SBIR项目很高兴支持小型企业，如框架公司，他们正在努力将他们的创新想法带到市场上，以解决棘手的环境问题，如处理水中的PFAS。”April Richards，环保局SBIR项目经理
这些艰苦的初步测试将使该公司能够通过其新的材料和工艺进行饮用水中PFA的连续矿化的测试。亚博网站下载在“MOF”世界中，这些是相当大的成就。首先，钛MOFS仍然是一场斗争，但Framergy科学家在基板上延长了它们，解锁了大量的新应用。其次，该系统被证明是连续的光催化分析，由反对者怀疑。
作者:Sean Coburn & Ray Ozdemir
欲了解更多信息，请访问framergy公司．
此信息已采购，审核，并由Framergy，Inc。提供的材料调整。亚博网站下载