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浅谈材料在新型污染物监测中的应用

发布时间:2023-03-24 22:03:39      点击次数:208

    材料的范围很广,不同的属性具有不同的分类方法,包括无机材料、金属材料、有机材料和高分子材料等。采用不同的时间或制备方法都能得到性质各异的材料,无机材料主要包括晶型;金属材料则为不同金属的掺杂或混合,无机物与金属的重组;有机材料以有机小分子为基础,多种小分子偶联时,则与高分子材料相互融合贯通。

    怎样将特殊的官能团通过有效的化学键修饰到材料上,表现出优异的物理性质呢?化学键精准的定向修饰与多维材料结合是否能有效实现?多维多功能材料的稳定性和重现性是否可控,重复利用性是否能达到最大的效率?以上均属于材料制备和使用中需要考虑的问题或因素,需要有机化学和高分子材料领域的科研工作者经过不懈的努力得以实现。

    在环境中,研究的对象主要集中于水、气、固三相。首先,需要明确研究的主体对象属于以上三相中的哪一相,再有针对性选择材料。例如,用于气相中的吸附,一般选择具有粒径大、形状固定的固体材料,而不是粒径较小的细颗粒物作为吸附质。在液相中,较多的使用不溶于该体系的固体材料。在对固相吸附中,应选用具有特定分子间作用力的材料。

    其次,对材料进行特异性修饰。如无机和金属材料在制备过程中,可以使用相互融合,逐层包覆的方式得到多功能的材料;从具有手性的有机小分子化合物出发,经过金属络合,化学键聚合等方式能制得具有多样化立体构型的材料,在手性选择、特异性吸附有机污染物方面具有优异的效能。

    2022年,国务院办公厅发布了四类新污染物的治理方案。使四类新污染物的范围得以明确:列入斯德哥尔摩公约的持久性有机污染物、抗生素、内分泌干扰物和微塑料。新型材料的合成,有望利用其特殊的化学键产生的作用对新型污染物进行定性和定量的分析检测。

    正如我们以前介绍的分子间的作用力形式,当在材料中引入含羟基基团,则在水溶液中易与N,O,F等元素的物质形成氢键作用;金属的络合作用、配位作用在污染物的除去上也应用广泛。如在分子中引入S,形成相应的含硫材料,能有效吸附Hg,一般认为形成Hg-S络合物。

    环境中的污染物,除少数在工厂附近的物质以外,多数浓度较低,尤其是新型污染物含量更低。为评估这类物质对环境和人类健康的影响。需使用具有强吸附能力,且特异性吸附的材料进行富集,再储存,转移,降解和重利用。这样能将环境中的污染问题从治理上升到有效的监控和防护,也降低了人类健康受到严重威胁的风险,具有重大的意义。


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