2016年11月30日
科学家开发出了一种特殊类型的发光的金属有机框架,或LMOF(分子结构在中心),这是用来检测和去除水中重金属毒素。在左上角,水银(汞)是由LMOF。图的左下角显示LMOF的荧光是关闭的,因为它结合了水银。其属性使这个LMOF有用的检测和捕获重金属毒素。(来源:罗格斯大学)
小,发光的晶体,旨在识别和捕获汞和铅等重金属毒素可能是一个强大的新工具的理想定位和清理受污染的水源。
出于宣传的情况下,高水平的饮用水中发现了重金属在燧石,密歇根州。纽瓦克,新泽西州罗格斯大亚博老虎机网登录学,为首的一个科学研究小组使用强烈的x射线在劳伦斯伯克利国家实验室(伯克利实验室)探索晶体结构的开发和研究如何绑定到重金属。
晶体功能可重用,微型陷阱和传感器,和被称为发光有机框架(LMOFs)。
为检测和捕获重金属顶级表演者
最近的结果出现在应用材料和接口亚博网站下载强调一个特定类型的LMOF测试的团队发现有选择地占据超过99%的汞的测试混合光和重金属在30分钟内。团队报道,没有其他财政部也表现在这种双重角色的识别和捕获,或者“吸附”,有毒重金属。
伯克利实验室人员科学家西蒙奶头,分析个人LMOF晶体x射线在实验室的先进光源(ALS)。每个晶体测量约100微米的一米)。奶嘴使用的x射线衍射模式开发LMOF样本和使用软件工具绘制与原子分辨率的三维结构。
ALS是为数不多的同步加速器x射线光源世界上犯下了实验台化学结晶学研究结晶化合物例如mof。
这一切都始于结构
他发现了一个有图案的,网状三维结构包括锌、氮、氧、氢、碳原子,陷害大,打开通道。这些量子结构的细节是至关重要的对于理解LMOFs绑定重金属,也可以帮助在设计极其高度专业化的结构。
与财政部,你通常使用洞的东西感兴趣。
伯克利实验室科学家西蒙•奶头
在这种情况下,结构允许重金属进入这些开放渠道,然后化学绑定到财政部。
他们的开放框架为财政部提供了一个丰富的表面积相应尺寸,它允许他们采取大量的污染物。
LMOF结构被集成工程发光荧光化学成分、或配体。“当金属荧光配体结合,生成的框架会发出荧光,”奶头说。与重金属交互时,LMOFs的荧光开关。
京,罗格斯大学化学教授领导的研究,指出该技术可能是一个省钱的解决方案。
别人已经开发了财政部的检测重金属或移除,但之前,没有人真的一个,两个调查。
京,罗格斯大学化学教授
李进一步补充说,强烈的x射线产生同步加速器被认为是最理想的方式映射mof的三维结构。他说,“知道晶体结构是我们研究的最重要的一个方面。你需要那些为了执行后续特征和理解这些材料的性质。”亚博网站下载
测试显示,财政部化学选择性,可重用
研究人员进行了测试,他们发现LMOFs强烈结合铅和汞,但结合弱轻钙、镁等金属检测的水供应,但不构成同样的风险。
李肇星强调,这种选择性特征,基于分子LMOFs的化妆,是重要的。“我们需要一个财政部,是有选择性的,只会把有害物种,”他说。
还可以回收LMOFs。研究人员发现收集的可能性,清洁,和重用有毒的LMOFs三周期清洗之前他们的表现可能会开始降低。
接下来是什么?
研究表明,高度工业化的地区,城市用过时的水法规、农业社区,也可以特别容易受到地下水污染,如果不能得到解决,从而导致土壤污染。这可能会进一步导致污染物被动物和植物开发固体薄膜。“这些过滤器可以用于捕捉在更大的范围内,”她说。
李另外指出,研究和开发可以进一步研究LMOFs廉价、更持久,可以生存周期,和研究人员也可以追求水过滤器的生产混合聚合物的LMOFs创建一个坚实的电影。“这些过滤器可以用于捕捉在更大的范围内,”她说。
“我们希望继续这一研究,“李说,强调这样一个事实,她的团队将有兴趣在实际测试系统的性能受污染的水如果资金来源。“这些都是有前景的结果,但我们有很长的路要走。”
李领导的研究小组还利用伯克利实验室的ALS确定mof的晶体结构为各种各样的其他应用程序,包括毒素检测食品中;和新品种的led发光组件,叫做荧光粉,包含更丰富的、廉价的材料。亚博网站下载
先进的光源是一个美国能源部科学办公室用户设备。亚博老虎机网登录
位于达拉斯的得克萨斯大学研究人员和骑手大学也研究这一部分。美国能源部科学办公室支持这项工作。亚博老虎机网登录