MOF-related materials for adsorptive removal of perfluoroalkyl substances from water

用于吸附去除水中全氟烷基物质的 MOF 相关材料

基本信息

批准号：
22KF0379
负责人：
有賀克彦
金额：
$ 1.54万
依托单位：
National Institute for Materials Science
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2023
资助国家：
日本
起止时间：
2023-03-08 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22KF0379/
关键词：
ナノ物質多孔体物質除去

项目摘要

炭化フッ素化合物は、低出生体重症、免疫系疾患、がんなどを引き起こす恐れのある物質ということがアメリカ合衆国環境保護庁から報告されている。吸着材として開発する多孔性物質は、様々な孔径の MOF、複数金属の導入も含む金属イオンをモディファイした MOF、ポスト修飾により様々な官能基を導入した MOF、あるいはそれらを炭化した多孔体を用いる。これらの多孔体材料によりターゲットである炭化フッ素化合物の除去を検討する。本研究では、水からのパーフルオロオクタン酸などの様々な炭化フッ素化合物の合成多孔体による除去を行う。炭化フッ素化合物は、低出生体重症、免疫系疾患、がんなどを引き起こす恐れのある物質ということがアメリカ合衆国環境保護庁から報告されている。しかしながら、炭化フッ素化合物は、通常の有機物質とは異なり、炭化水素化合物とさえ混合せずまた表面エネルギーが低く他物質へと吸着しにくいなどの特殊な性質を持っている。したがって、分子認識の観点から言っても、大変戦略の立てにくいターゲットである。その難ターゲットに対して、網羅的なアプローチで取り組む。2022年度は、MOF（Metal-Organic Framework）などの多孔体材料によりターゲット化合物の除去を検討した。各ターゲットに対するベストな多孔体の決定と同時に、疎水相互作用、静電相互作用、水素結合、配位結合などの様々な相互作用が、吸着化合物の吸着・認識にどう働くのかを体系づけた。この知識は、超分子化学・分子認識化学の分野でも確立されてはおらず、学術的にも意味のある成果である。

美国环境保护局报告说，氟化碳化合物是可能导致低出生体重，免疫系统疾病，癌症等的物质。作为吸附剂开发的多孔材料包括各种孔径的MOF，已通过金属离子进行了修饰的MOF，这些MOF包含包含多种金属的金属，MOF，这些MOF已通过变化后与各种功能组引入，或者是碳化的多孔物体。将研究使用这些多孔材料去除靶氟化物化合物。在这项研究中，通过合成的多孔体从水中除去各种氟碳化物化合物，例如全氟辛酸。美国环境保护局报告说，氟化碳化合物是可能导致低出生体重，免疫系统疾病，癌症等的物质。但是，与普通的有机物质不同，氟化碳化物化合物具有特殊的特性，例如与碳氢化合物化合物，低表面能和难度吸附到其他物质上的难度。因此，从分子识别的角度来看，制定策略是一个非常困难的目标。我们将通过详尽的方法来解决这个困难的目标。在2022财年，我们使用多孔材料（例如金属有机框架）研究了目标化合物的去除。同时，我们确定了每个目标的最佳多孔体，并组织了各种相互作用，例如疏水相互作用，静电相互作用，氢键和配位键，在吸附和吸附化合物的吸附和识别方面工作。这些知识尚未在超分子化学或分子识别化学领域中建立，并且是一项具有学术意义的成就。