西安交大科研人员在两亲性磁性吸附剂设计和制备领域取得新进展

邻苯二甲酸酯（PAEs）是一种广泛应用于工业、农业和家庭生活中的增塑剂。PAEs可以提高塑料制品的柔韧性和耐久性，但由于PAEs与聚合物较弱的物理结合作用，导致其极易从日用塑料制品中浸出并迁移到环境中。基于PAEs的难降解性、类激素性和生物蓄积性等特点，易触发神经系统、内分泌系统、生殖系统的不可逆损伤，此外我国环境水中PAEs的残留普遍，部分水体甚至超过限定范围的10-100倍。因此，有效分离检测和治理环境水中PAEs的污染迫在眉睫。传统的吸附剂普遍具有分离效率低、吸附速率慢、选择性差等局限性。磁性纳米材料所具备的分离速度快、修饰容易等多种优势使其成为开发快速分离检测和去除PAEs材料的理想选择。

西安交大医学部药学院王嗣岑课题组联合化学学院高瑞霞课题组、美国耶鲁大学Lisa D. Pfefferle课题组在Chemical Engineering Journal杂志上发表题为Amphiphilic core-shell magnetic adsorbents for efficient removal and detection of phthalate esters的文章。科研人员根据目标物PAEs的化学结构，通过环氧开环反应合成了一类新型两亲性硅烷化试剂，再通过溶胶-凝胶聚合反应将含有亲水性和疏水性微区的新型两亲性硅烷化试剂修饰到磁性纳米粒子的表面，制备了与PAEs具有相似官能团的新型两亲性磁性吸附材料。磁性吸附材料表面的疏水微区通过疏水作用力和ρ/σ-π相互作用吸附目标分子PAEs，而其表面的亲水微区则通过提高材料在环境水中的分散性，从而促进目标分子PAEs与吸附材料之间的扩散。相较于其他吸附剂，制备的磁性吸附剂不仅显示出优异的PAEs去除能力，其捕获速度快（60 min）、吸附量大（＞100 mg g-1）、选择性好、重复利用性高，而且与GC-MS结合后展现出良好的PAEs检测能力，伴随着低检测限（＜0.0068）、宽线性范围（0.05-10μg L-1）和高特异性。综上所述，构建的新型两亲性磁性吸附剂可作为快速分离检测和去除环境水中PAEs的理想材料。

西安交通大学医学部药学院郝旖讲师为论文的第一作者。王嗣岑教授和高瑞霞副教授为论文的共同通讯作者。西安交通大学为论文第一单位。该研究得到国家自然科学基金项目的资助。

文章链接：https://doi.org/10.1016/j.cej.2021.129817